NL1020521C2 - Sleepzuiger en sleepkop daarvoor. - Google Patents

Description

Sleepzuiger en sleepkop daarvoor.

De uitvinding heeft betrekking op een sleepzuiger en een sleepkop daarvoor. De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het middels een sleepzuiger baggeren van sediment van een waterbed.

5 Het is algemeen bekend om met behulp van een zelfvarende sleepzuiger, voorzien van een hopper voor gebaggerd sedimentmengsel of van een zwevende afgiftebuis, zoals een zweefpijp ("boom") , zand of sliblagen van een waterbed te baggeren. Vanaf het schip, waarin een zuigpomp 10 geplaatst is, reikt een zuigbuis schuin achterwaarts, die aan het ondereind voorzien is van een zogenoemde sleepkop, die de feitelijke zuigmond vormt. Vooraan de sleepkop is een daarmee vaste hiel voorzien, die op afstand voor en boven de achterrand van de sleepkop gelegen is en een 15 sterk steunvlak vormt voor de sleepkop. In de hiel zijn doorgaans waterspuitopeningen of -jets voorzien, die neerwaarts gericht zijn voor het middels krachtige waterstralen losmaken van het waterbed en het verschaffen van water voor het vormen van een opzuigbaar mengsel met 20 het sediment.

Een nadeel van de bekende sleepkop is dat -mede door het voortbewegen van de sleepkop- mengsel voordat het kan worden opgezogen uit de sleepkop geraakt en aldus verloren gaat en daardoor mors optreedt, hetgeen in het 25 bijzonder bezwaarlijk is in geval van verontreinigd 1 0 / 0 ?: i.

2 sediment. Voor het beperken van mors is een drukverschil over de zuigmond nodig, die echter zorgt voor het aanzuigen van vals water. Voorts kan een zand-water mengsel aangemaakt door de waterjets onderlangs de achter- 5 rand/achterzijde van de sleepkop vloeien.

Een doel van de uitvinding is hierin verbetering te verschaffen.

Vanuit één aspect voorziet de uitvinding daartoe in een sleepzuiger omvattend een zuigbuis die aan het 10 boveneind aangesloten is op een verdere leiding in het schip en aan het zuigeind voorzien is van een sleepkop voor opname van een op te zuigen sedimentmengsel afkomstig van een te baggeren waterbed, waarbij de sleepkop een in-laatopening voor het mengsel bezit en een uitlaatopening, 15 die aansluit op het ondereind van de zuigbuis, waarbij aan het ondereind van de zuigbuis voorts een afgifteinrichting voor het voor de ingangsopening in het sediment spuiten van grondlosmakende waterstralen voorzien is, waarbij de sleepkop voorzien is van een onderrand bij de in-20 laatopening die voorzien is van steunoppervlakken voor ondersteuning van de sleepkop en de zuigbuis op de bodem van de door de waterstralen gevormde kuil.

De uitvinding heeft aldus tot gevolg, dat de achterzijde, in het bijzonder de benedenrand, een 25 afsluiting verschaft van de door de sleepkop bepaalde zuigmond. Hierdoor wordt een afgeschermd gebied voor de zuigmond gecreëerd, waar een hoge mengseldichtheid gerealiseerd kan worden. Doordat de achterrand op het bed steunt, waarbij de massa van het aansluitende stijve 30 gedeelte van de zuigbuis helpt, blijft de sleepkop zo goed mogelijk op de bodem van de door de waterjets losgemaakte ontgrondingskuil lopen en wordt mors effectief tegengegaan. De door de waterjets losgemaakte grond stroomt (relatief gezien) met een hoge snelheid en daardoor hoge 35 impuls naar en in de sleepkop, waar het als het ware wordt onderschept. Een hoge mengseldichtheid is hierbij bereikbaar .

3

Bij voorkeur vormt de sleepkop van de in-laatopening naar de uitgangsopening een doorlopend convergerend en gebogen doorgang, waardoor het ontstaan van vertragingsgebieden wordt tegengegaan en drukverliezen 5 verminderd worden. De impuls die in het mengsel aanwezig is wordt geleidelijk omgebogen in de richting van de zuig-buis.

Bij voorkeur bezit de inlaatopening een normaal die naar voren divergeert ten opzichte van de zuigbuisas, 10 waardoor de mengselstroom op vloeiende en geleidelijke wijze de sleepkop wordt ingedwongen.

Bij voorkeur bezit de onderrand van de sleepkop een sledevorm, teneinde te bevorderen dat de sleepkop met de onderrand tijdens voortbeweging op het bed blijft 15 steunen en zich niet ingraaft, maar wel voor een goede afsluiting van de jetkuil zorgt. Bij voorkeur vormt de onderrand een grondsnijdende rand, zodat de onderrand zoveel mogelijk een horizontale baan kan volgen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de trekkracht van het 20 voortbewegende schip om door oneffenheden heen te gaan. De aansluiting op de waterbodem blijft hierbij intact en mors wordt tegengegaan.

In een verdere ontwikkeling van de sleepzuiger volgens de uitvinding is deze voorzien van middelen voor 25 het instellen van de stand van de onderrand ten opzichte van de zuigbuisas. Hiermee kan de mate van ingraving van de sleepkop worden beïnvloed, onder meer in reactie op een veranderde stand van het ondereind van de zuigbuis en de voortstuwing van het schip.

30 Het heeft voorts de voorkeur dat de waterafgifteinrichting in een verticaal vlak beweegbaar verbonden is met de zuigbuis, zodat de waterafgifteinrichting naar boven of naar beneden kan meegeven bij ontmoeting van verhogingen of verdiepingen in het waterbed.

35 Het heeft daarbij de voorkeur indien de wateraf gifteinrichting instelbaar verbonden is met de zuigbuis, zodat de stand van de waterafgifteinrichting aangepast kan : ü C U } 4i 4 worden aan de kuildiepte en onafhankelijk van de kuil-diepte (welke afhankelijk kan zijn van de grondsoort) de waterbodem kan blijven volgen.

Het heeft daarbij de voorkeur dat de sleepzuiger 5 is voorzien van middelen voor het met een bepaalde kracht naar het waterbed spannen van de waterafgifteinrichting, zodat deze steeds met een voldoende effectieve druk op het bed van de te verwijderen grond drukt.

In een dergelijke uitvoering is het voordelig 10 indien de afgifteinrichting middels een parallellogram-constructie bevestigd is aan de zuigbuis, waardoor de afgifterichting ten opzichte van de zuigbuisas steeds hetzelfde blijft.

Bij voorkeur grijpen de genoemde spanmiddelen de 15 parallellogramconstructie aan aan de van de voortgaande sleeprichting afgekeerde zijde daarvan, alwaar zij minder kwetsbaar zijn.

Het heeft daarbij voorts de voorkeur dat de spanmiddelen zelf instelbaar zijn op een bepaalde maximale 2 0 houdkracht.

De sleepzuiger kan voorzien zijn van een flexibele wateraanvoerleiding voor de afgifteinrichting, zodat de bewegingen daarvan gevolgd kunnen worden.

Bij voorkeur zijn de waterafgiftemiddelen opges-25 teld voor afgifte van water op afstand voor de ingang sopening.

Vanuit een ander aspect verschaft de uitvinding een sleepzuiger omvattend een zuigbuis die aan het zuigeind voorzien is van een sleepkop voor opname van een 30 op te zuigen sedimentmengsel afkomstig van een te baggeren waterbed, waarbij de sleepkop een inlaatopening voor het mengsel bezit die in hoofdzaak in sleeprichting gericht is, en een uitlaatopening, die aansluit op het ondereind van de zuigbuis, waarbij nabij of aan de sleepkop wateraf-35 giftemiddelen -zoals een jetbalk- voorzien zijn voor het in het sediment spuiten van grondlosmakende waterstralen, waarbij de waterafgifteinrichting in een verticaal vlak '<1 -- 5 beweegbaar, in het bijzonder instelbaar verbonden is met de zuigbuis.

De uitvinding verschaft voorts een sleepkop kennelijk geschikt en bestemd voor een sleepzuiger volgens 5 de uitvinding.

Vanuit een verder aspect voorziet de uitvinding in een werkwij ze voor het met een sleepzuiger van een waterbodem verwijderen van sediment, waarbij water onder druk op een plaats op afstand voor de ingang van de sleep-10 kop in of op de waterbodem wordt gespoten, zodat een naar de ingangsopening gerichte mengselstroming zich kan ontwikkelen en waarbij men de sleepkop en de zuigbuis met een substantieel deel van haar gewicht via de achterrand van de sleepkop op de bodem van de door het waterspuiten 15 gevormde kuil laat steunen.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van een aantal in de bijgevoegde tekeningen weergegeven voorbeelduitvoeringen. Getoond wordt in: figuur 1 een zij-aanzicht op een sleepzuiger 20 volgens de uitvinding, tijdens bedrijf; figuur 2 een eerste uitvoeringsvorm van een sleepkop volgens de uitvinding; en figuur 2A een detail van de onderrand van de sleepkop van figuur 2.

25 In figuur 1 is met 1 weergegeven een sleepzui ger, die middels voortstuwing 5 zelfvarend is in de richting A. De sleepzuiger omvat een schip 2, met daarin een hopper 3 voor opgezogen specie. Zowel aan bakboord- als aan stuurboordzijde reikt een zuigbuis 8 naar beneden, die 30 bovenaan aangesloten is op verdere leidingwerken en/of pompen aan boord van het schip 2, bijvoorbeeld via de hier schematisch weergegeven mem 7, die met behulp van een hijsbok 4a en een hijsdraad 6a in verticale richting te verplaatsen is. De zuigbuis 8 is halverwege voorzien van 35 een cardan 8c, die een onderste gedeelte 8a en een bovengedeelte 8b van de buis 8 met elkaar verbindt. De zuigbuis 8 is op een plaats verder naar beneden en voorts nabij het 6 ondereind opgehangen aan hijsdraden 6b, die ingehaald en gevierd kunnen worden met behulp van hijsbokken 4b.

Aan het ondereind van de zuigbuis 8 is op stijve wijze een sleepkop 9 bevestigd, waarmee sediment, in het 5 bijzonder zand, van een waterbed 10 verwijderd kan worden middels mengselvorming en opzuiging. De hoogte van de zuigmond 9 kan worden ingesteld door verzwaaiing van de zuigbuis 8, in de richting B, met behulp van de voornoemde hijsdraden 6.

10 De zuigkop 9 weergegeven in figuur 2 is bevestigd aan het ondereind van de zuigbuis 8. Tussen de (cirkelvormige) zuigbuis 8 en de (brede, platte) zuigkop 9 bevindt zich een overgangsbuis 14. Langs de zuigbuis 8 reikt een persleiding 11 voor water waarmee de grond wordt 15 losgemaakt en waarmee een grond/watermengsel wordt ge vormd. De leiding 11 gaat over in een dwarsleiding 12 die om de zuigbuis 8 loopt, en aan de onderzijde overgaat in flexibel leidinggedeelte 13, dat tenslotte uitmondt in een dwarsbuis 16, die aan de onderzijde voorzien is van spuit-

20 mondstukken 17 om met kracht waterstralen in de richting C

(hier verticaal) af te geven aan het waterbed. Bijzonder is dat de verdeelbuis 16 middels parallellogramstangen 15a en 15b opgehangen is aan het ondereind van de zuigbuis 8. Bij verdraaiing van de parallellogramconstructie 15a, 15b 25 blijft daardoor de oriëntatie van de mondstukken 17 gelijk, in het weergegeven voorbeeld verticaal. De staaf 15b is daarbij middels een hydraulische cilinder 24 met accumulator verend -met drempelwaarde- bevestigd aan het ondereind aan de overgangsbuis 14, tussen eigenlijke 30 sleepkop 9 en de zuigbuis 8. Middels de cilinder 24 wordt de parallellogramconstructie 15a, 15b in een bepaalde stand gehouden, maar wordt enige verzwaaiing naar de overgangsbuis 14, in de richting E, toegelaten om de verdeelbuis 16 naar boven uit te kunnen laten wijken ingeval 35 van ontmoeting van oneffenheden op het waterbed 10a, tegen de veerspanning van de cilinder in. Hierdoor wordt schade aan de verdeelbuis 16 en constructiedelen in de directe <ι n 9 ;>... ·; .

7 omgeving daarvan voorkomen.

De zuigkop 9 omvat een achterwand 18, die een spiraalvormig binnenoppervlak 25 vormt, twee zijplaten 26 en een dwarsbalk 22. De dwarsbalk 22 en het ondereind van 5 het binnenoppervlak 25 van de achterwand 18, alsmede de zijplaten 26, bepalen een ingangsopening 23 van de sleep-kop 9. Deze ingangsopening 23 maakt met zijn normaal een scherpe hoek a met de as van de zuigbuis 8.

Het binnenoppervlak 25 van de achterwand 18 en 10 het oppervlak van de dwarsbalk 22 vormen een spiraalvormig gebogen, convergerende doorgang 27 voor specie. Deze doorgang 27 gaat over in een gestrekte -geleidelijk kleiner wordende doorgang 28 in overgangsbuis 14 om tenslotte aan te sluiten op de zuigbuis 8 met constante 15 diameter.

Boven en achterop de sleepkop 9 bevindt zich nog een gebruikelijke beschermingskop 20 ter voorkoming van schade aan de scheepsromp bij het ophalen van de sleepkop.

De onderzijde van de achterwand 18 vormt een 20 stijf steunvlak 19, waarmee de sleepkop 9 en de zuigbuis 8 op het afgegraven bedoppervlak 10c steunen.

Bij aanvang van het bedrijf wordt de zuigbuis 8 met sleepkop 9 neergelaten, totdat deze via de onderrand (of achterrand of steunvlak) 19 met vrijwel het gehele 25 gewicht op het waterbedoppervlak 10c steunen. De onderrand 19 is zodanig vormgegeven, dat de sleepkop zich niet in de bodem graaft, maar wel door verhogingen snijdt en een goede afsluiting met het bedoppervlak 10c vormt voor het gebied bovenstrooms daarvan. In dit bovenstrooms gebied 30 wordt met behulp van de waterstralen uit de mondstukken 17 een met de sleepzuiger in de richting A voortschrijdende bres 10b gevormd, waarachter losgemaakt bedmateriaal, in het bijzonder zand gemengd met het spuitwater, in een relatief hoge dichtheid, in de ingangsopening 23 gevangen 35 wordt. Het gebied voor de opening 23 wordt de jetkuil genoemd, en deze wordt in achterwaartse richting afgesloten door de achterwand 18 en de onderrand 19 daarvan.

8

Mors wordt hierdoor geminimaliseerd, ook doordat het mengsel met de grootste concentratie en impuls, welke zich in het onderste gedeelte van de jetkuil bevindt, in de ingangsopening 23 wordt gevangen. De drukhoogte die nodig 5 is om het mengsel de zuigbuis in te krijgen is hierbij laag vergeleken met conventionele sleepkoppen.

De kracht waarmee de zuigkop 9 als gevolg van het gewicht van de zuigbuis 8 (of een deel daarvan) op de waterbodem drukt is meer dan voldoende om de liftkrachten 10 als gevolg van de uittrede van de waterstralen uit de spuitmondstukken 17 en als gevolg van de (relatieve) horizontale stroming, alsmede als gevolg van relatief harde bodemverhogingen te neutraliseren. De cardan halverwege de zuigbuis maakt het mogelijk het onderste deel van 15 de zuigbuis en daarmee de rand 19 zodanig in te stellen, dat ingraven van de sleepkop wordt voorkomen. Alternatief of in aanvulling daarop is het mogelijk om, zie het detail van figuur 2A, de stand van de rand 19 in te stellen. Hiermee wordt voorkomen dat bij een wij ziging in de oriën-20 tatie van de zuigbuis 8, bijvoorbeeld als gevolg van een wijziging in de waterdiepte, de sleepkop zich neigt in te graven. De instelling van de oriëntatie van de onderrand 19 kan actief gebeuren, bijvoorbeeld uitgaande van de vaarsnelheid van het schip, met behulp van een bestu-25 rings/regeleenheid aan boord van het schip, op basis van de vaarsnelheid. In dit voorbeeld is de rand 19 ter plaatse van 33 scharnierbaar bevestigd aan de vast randdeel 34, en achteraan ter plaatse van 32 bevestigd aan een op afstand bedienbare cilinder 30, die ter plaatse van 31 30 bevestigd is aan de achterwand van de zuigkop.

Claims (20)

5

1. Sleepzuiger omvattend een zuigbuis die aan het boveneind aangesloten is op een verdere leiding in het schip en aan het zuigeind voorzien is van een sleepkop voor opname van een op te zuigen sedimentmengsel afkomstig 5 van een te baggeren waterbed, waarbij de sleepkop een inlaatopening voor het mengsel bezit en een uit-laatopening, die aansluit op het ondereind van de zuigbuis, waarbij aan het ondereind van de zuigbuis voorts een afgifteinrichting voor het voor de ingangsopening in het 10 sediment spuiten van grondlosmakende waterstralen voorzien is, en waarbij de sleepkop voorzien is van een onderrand bij de inlaatopening die voorzien is van steunoppervlakken voor ondersteuning van de sleepkop en althans een deel van de zuigbuis op de bodem van de door de waterstralen 15 gevormde kuil.

2. Sleepzuiger volgens conclusie 1, waarbij de inlaatopening in hoofdzaak in sleeprichting gericht is.

3. Sleepzuiger volgens conclusie 1 of 2, waarbij de inlaatopening een normaal bezit die naar voren diver- 20 geert ten opzichte van de zuigbuisas.

4. Sleepzuiger volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de onderrand van de sleepkop een sledevorm bezit.

5. Sleepzuiger volgens een der conclusies 1-4, waarbij de onderrand een grondsnijdende rand vormt.

6. Sleepzuiger volgens een der conclusies 1-5, voorzien van middelen voor het instellen van de stand van de onderrand ten opzichte van de zuigbuisas.

7. Sleepzuiger volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de sleepkop van de inlaatopening naar 30 de uitgangsopening een doorlopend convergerend en gebogen doorgang vormt.

8. Sleepzuiger volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de waterafgifteinrichting in een verticaal vlak beweegbaar verbonden is met de zuigbuis.

9. Sleepzuiger volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de waterafgifteinrichting instelbaar 5 verbonden is met de zuigbuis.

10. Sleepzuiger volgens conclusie 8 of 9, voorts voorzien van middelen voor het naar het waterbed spannen van de waterafgifteinrichting.

11. Sleepzuiger volgens conclusie 8, 9 of 10, 10 waarbij de afgifteinrichting middels een parallellogram- constructie bevestigd is aan de zuigbuis.

12. Sleepzuiger volgens conclusies 10 en 11, waarbij de spanmiddelen de parallellogramconstructie aangrijpen aan de van de voortgaande sleeprichting afge- 15 keerde zijde daarvan.

13. Sleepzuiger volgens conclusie 10, 11 of 12, waarbij de spanmiddelen zelf instelbaar zijn op een bepaalde maximale houdkracht.

14. Sleepzuiger volgens een der voorgaande 20 conclusies, waarbij de waterafgiftemiddelen opgesteld zijn voor afgifte van water op afstand voor de ingangsopening.

15. Sleepzuiger volgens een der conclusies 9-14, voorts voorzien van een flexibele dan wel bewegingsvolgen-de wateraanvoerleiding voor de afgifteinrichting.

16. Sleepzuiger omvattend een zuigbuis die aan het zuigeind voorzien is van een sleepkop voor opname van een op te zuigen sedimentmengsel afkomstig van een te baggeren waterbed, waarbij de sleepkop een inlaatopening voor het mengsel bezit die in hoofdzaak in sleeprichting 30 gericht is, en een uitlaatopening, die aansluit op het ondereind van de zuigbuis, waarbij nabij of aan de sleepkop waterafgiftemiddelen -zoals een jetbalk- voorzien zijn voor het in het sediment spuiten van grondl o smakende waterstralen, waarbij de waterafgifteinrichting in een 35 verticaal vlak beweegbaar, in het bijzonder instelbaar verbonden is met de zuigbuis.

17. Sleepzuiger voorzien van een of meer van de in de bijgevoegde beschrijving omschreven en/of in de bij-gevoegde tekeningen getoonde kenmerkende maatregelen.

18. Sleepkop kennelijk geschikt en bestemd voor een sleepzuiger volgens een der voorgaande conclusies.

19. Werkwijze voor het met een sleepzuiger van een waterbodem verwijderen van sediment, waarbij water onder druk op een plaats op afstand voor de ingang van de sleepkop in of op de waterbodem wordt gespoten, zodat een naar de ingangsopening gerichte mengselstroming zich kan 10 ontwikkelen en waarbij men de sleepkop en de zuigbuis met een substantieel deel van haar gewicht via de achterrand van de sleepkop op de bodem van de door het waterspuiten gevormde kuil laat steunen.

20. Werkwijze omvattend een of meer van de in de 15 bijgevoegde beschrijving omschreven en/of in de bij-gevoegde tekeningen getoonde kenmerkende stappen. -o-o-o-o-o-o-o-o- AF/MB iï ·') ·' ··": i a ; i; / I . Έ..· V./ fci* *