NL193220C

NL193220C - Suction dredging method and apparatus, in particular for suction of sludge.

Info

Publication number: NL193220C
Application number: NL8702390A
Authority: NL
Original assignee: Bos Kalis Bv
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1999-03-03
Also published as: NL8702390A; NL193220B

Description

1 1932201 193220

Zuigbaggerwerkwijze en -inrichting, in het bijzonder voor het opzuigen van slibSuction dredging method and apparatus, in particular for suction of sludge

De uitvinding heeft betrekking op een zuigbaggerwerkwijze, in het bijzonder voor het opzuigen van slib, waarbij door menging met water verpompbaar gemaakt materiaal via een zuigkanaal, dat zich uitstrekt door 5 een sleepkop en een daarop aansluitende zuigbuis, middels een pomp wordt opgezogen, en het materiaal-aanbod wordt waargenomen middels detectiemiddelen, die signalen afgeven voor het kunnen instellen van een optimale materiaal-watermengverhouding.The invention relates to a suction dredging method, in particular for the suction of sludge, in which material is made pumpable by mixing with water-pumpable material via a suction channel, which extends through a draghead and a suction pipe connecting thereto, by means of a pump, and material supply is detected by means of detection, which emit signals for setting an optimal material-water mixing ratio.

Een dergelijke zuigbaggerwerkwijze is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8101895. De detectiemiddelen bepalen daarbij de verticale ligging en hoogte van de sliblaag, waarbij op basis van de bij 10 die peiling verkregen gegevens de sleepkop tot een zodanig niveau in de sliblaag wordt gestoken dat een optimaal slib-water-mengsel wordt verkregen, dat wil zeggen dat het opgezogen mengsel een zodanige slibconcentratie heeft, dat enerzijds een minimum aan water wordt opgezogen doch anderzijds het mengsel voor het opzuigen voldoend vloeibaar blijft. Hoewel deze werkwijze resulteert in een goed zuigrendement, is het resultaat veelal een onregelmatige bodem met heuvels en dalen.Such a suction dredging method is known from the Dutch patent application 8101895. The detection means thereby determine the vertical location and height of the sludge layer, whereby on the basis of the data obtained at that survey, the draghead is inserted into the sludge layer to such an extent that an optimal sludge water mixture is obtained, that is to say that the absorbed mixture has a sludge concentration such that, on the one hand, a minimum of water is sucked up, but on the other hand, the mixture remains sufficiently liquid for suctioning. Although this method results in a good suction efficiency, the result is often an irregular bottom with hills and valleys.

15 Met de uitvinding wordt een zuigbaggerwerkwijze beoogd, waarmee een in hoofdzaak vlakke bodem op een vooraf bepaald niveau onder water is te verkrijgen en wel onder behoud van een zo optimaal mogelijk opgezogen slib-water-mengsel.The object of the invention is a suction dredging method, with which a substantially flat bottom can be obtained under water at a predetermined level, while retaining an optimally sucked up sludge-water mixture.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bij een zuigbaggerwerkwijze van de in de aanhef omschreven soort bereikt, als het materiaalaanbod boven een vooraf vastgesteld bodemniveau wordt gedetecteerd en 20 bepaald en afhankelijk van de gedetecteerde waarde bij het op een constante hoogte houden van de sleepkop de hoeveelheid opgezogen mengsel wordt beïnvloed door de doorlaat van het zuigkanaal te wijzigen en/of de zuigwerking van de pomp te wijzigen teneinde een zo optimaal mogelijk materiaal-water-mengsel op te zuigen en een constante baggerdiepte te verkrijgen. Door deze maatregelen wordt afhankelijk van het boven een bepaald baggemiveau vastgesteld materiaalaanbod bij het op eenzelfde niveau 25 houden van de sleepkop door debietbeïnvloeding met een zo optimaal materiaal-water-mengsel een constante baggerdiepte op een vooraf bepaald niveau verkregen. Het beïnvloeden van de hoeveelheid opgezogen materiaal-water-mengsel bij het op een constant niveau houden van de sleepkop wordt gerealiseerd door öf de doorlaat van het zuigkanaal aan te passen öf het pomptoerental te wijzigen, dan wel een geschikte combinatie van beide maatregelen.This is achieved according to the invention in a suction dredging process of the type described in the preamble, if the material supply is detected and determined above a predetermined bottom level and, depending on the value detected, when the draghead is kept at a constant height, the amount of mixture drawn is influenced by changing the flow of the suction channel and / or changing the suction effect of the pump in order to suck up the optimum material-water mixture and to obtain a constant dredging depth. Depending on the material supply determined above a certain dredging level, these measures provide a constant dredging depth at a predetermined level when the draghead is kept at the same level by influencing the flow rate with an optimum material-water mixture. Influencing the amount of suctioned material-water mixture while keeping the draghead at a constant level is realized by either adjusting the passage of the suction channel or changing the pump speed or a suitable combination of both measures.

30 Om het aanzuigen van alleen maar of voornamelijk water te voorkomen bij geen of een te laag materiaalaanbod, in het bijzonder slibaanbod, kan onder uitschakeling van de pomp het zuigkanaal nabij zijn aanzuigeinde geheel of nagenoeg geheel worden afgesloten. Aldus is de zuigbuis gevuld te houden met een mengsel met een optimale materiaal-water-verhouding, zodat bij het wederom detecteren van een voldoende materiaalaanbod het opzuigen direct weer kan worden voortgezet met een optimaal materiaal-35 water-mengsel. De zuigbuis zal hierbij niet verstopt raken vanwege de geringe bezinkneiging van slib.In order to prevent the suction of only or mainly water in the case of no or too low material supply, in particular sludge supply, the suction channel can be closed completely or almost completely, when the pump is switched off, near its suction end. Thus, the suction tube can be kept filled with a mixture with an optimum material-water ratio, so that when once again a sufficient material supply is detected, the suction can be continued immediately with an optimal material-water mixture. The suction tube will not become blocked because of the low settling tendency of sludge.

In het bijzonder bij brede sleepkoppen is het bewerkstelligen van een zo vlak mogelijke bodem bij het blijven opzuigen van een zo optimaal mogelijk materiaal-water-mengsel te bevorderen, als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de sleepkop wordt voorzien van ten minste twee zuig-compartimenten, die onderling onafhankelijk zijn en elk middels een aparte verbindingsbuis op de zuigbuis 40 worden aangesloten, waarbij het detecteren van het materiaalaanbod voor elk zuigcompartiment afzonderlijk wordt uitgevoerd en het wijzigen van de zuigkanaaldooriaat wordt gerealiseerd door het verminderen of afsluiten van de doorlaat van ten minste een verbindingsbuis.In particular in the case of wide drag heads, the creation of a surface as flat as possible while continuing to suck up an optimum material-water mixture is to be promoted if, according to a further embodiment of the invention, the drag head is provided with at least two suction compartments, which are mutually independent and are each connected to the suction tube 40 by means of a separate connecting tube, whereby the detection of the material supply for each suction compartment is carried out separately and the change of the suction channel diameter is realized by reducing or closing the passage of at least a connecting tube.

Opgemerkt wordt, dat uit de Europese octrooiaanvrage 0.029.469 een zuigbaggerinrichting bekend is die voorzien is van een relatief brede sleepkop met ten minste twee zuigcompartimënten die onderling 45 onafhankelijk zijn en elk middels een aparte verbindingsbuis zijn aangesloten op de zuigbuis. Middelen voor het detecteren van het materiaalaanbod of voor het regelen van de doorlaat van het zuigkanaal dan wel een verbindingsbuis zijn hierbij echter niet aanwezig.It is noted that from European patent application 0.029.469 a suction dredging device is known which is provided with a relatively wide drag head with at least two suction compartments which are mutually independent and are each connected to the suction tube by means of a separate connecting tube. However, means for detecting the material supply or for regulating the passage of the suction channel or a connecting tube are not present here.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een zuigbaggerinrichting voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding. Voorbeelden van dergelijke zuigbaggerinrichtingen zijn weergegeven in de navol-50 gende beschrijving en de bijgevoegde figuren, waarbij de detectiemiddelen via stuurmiddelen het pomptoerental en/of de zuigbuisdooriaat kunnen beïnvloeden. Het wijzigen van de zuigbuisdooriaat kan daarbij geschieden middels een klep die actief wordt bestuurd dan wel passief middels de opgezogen mengsel-stroom, dat wil zeggen indirect door het beïnvloeden van de pompwerking.The invention also relates to a suction dredging device for carrying out a method according to the invention. Examples of such suction dredging devices are shown in the following description and the accompanying figures, wherein the detection means can influence the pump speed and / or the suction pipe throughput via control means. The suction pipe diameter can be changed by means of a valve that is actively controlled or passively by means of the aspirated mixture flow, i.e. indirectly by influencing the pumping action.

55 Onder verwijzing naar in de tekening op schematische wijze weergegeven uitvoeringsvoorbeelden zullen de zuigbaggerwerkwijze en -inrichting volgens de uitvinding thans nader worden besproken en toegelicht. Daarbij toont: 193220 2 figuur 1 een sleepkop tijdens de zuigbaggerwerkzaamheden; figuur 2 een sleepkop met doorlaat beïnvloedende middelen in de vorm van een klep; figuur 3 een sleepkop met drie onderling onafhankelijke zuigcompartimenten en kleppen; en figuur 4 een verdere uitvoeringsvorm van een sleepkop met doorlaat beïnvloedende middelen in de vorm 5 van een klep.With reference to exemplary embodiments shown schematically in the drawing, the suction dredging method and device according to the invention will now be discussed and explained in more detail. In the drawing: 193220 2 figure 1 shows a draghead during suction dredging work; figure 2 shows a drag head with passage influencing means in the form of a valve; figure 3 shows a draghead with three mutually independent suction compartments and valves; and figure 4 shows a further embodiment of a drag head with passage influencing means in the form of a valve.

In figuur 1 is op uiterst schematische wijze een sleepkop 1 met aansluitende zuigbuis 2 weergegeven. Door de zuigbuis 2 wordt middels een niet weergegeven pomp een mengsel van slib en water opgezogen, waartoe de sleepkop 1 wordt voortgetrokken in de sleeprichting 3. In de weergegeven situatie rust de 10 sleepkop 1 op een reeds bewerkt gebied 4 van de bodem, dat daardoor tot op het gewenste niveau 5 is afgegraven. Op het gebied 4 sluit een nog te bewerken gebied 6 aan. Het aanbod aan af te graven materiaal in het gebied 6 wordt afgetast middels een detectieorgaan 7. Afhankelijk van het gemeten slibaanbod wordt het op te zuigen mengsel beïnvloed, dat wil zeggen in een zo optimaal mogelijke water-slib-verhouding gebracht dan wel gehouden. Het beïnvloeden geschiedt ofwel door het aanpassen 15 van de vrije doorlaat van de zuigbuis, ofwel door het wijzigen van het pompvermogen, ofwel door een combinatie van die maatregelen. Zo zal het detectieorgaan 7 in het gebied 6a een afnemende hoeveelheid op te zuigen slib registreren en als gevolg daarvan signalen afgeven, die bij het werken met een modulerende regeling de vrije doorlaat van de sleepkop 1 of zuigbuis 2 en/of het pompvermogen doen verminderen. In het geval er met een aan/uit-regeling wordt gewerkt, zal bij het detecteren van een onvoldoende 20 aanbod aan op te zuigen materiaal de pomp worden uitgeschakeid en de doorlaat van de sleepkop 1 of de zuigbuis 2 worden afgesloten. Bij beide typen regelingen zal dit uitschakelen en afsluiten plaats hebben, indien, zoals in het gebied 6b, in het geheel geen op te zuigen materiaal wordt gedetecteerd. Het uitschakelen van de pomp heeft het beëindigen van het zuigproces tot gevolg. Het daarbij tegelijkertijd afsluiten van de doorlaat van de sleepkop 1 of de zuigbuis 2 heeft het voordeel, dat de zuigbuis gevuld blijft met een 25 optimaal water-slib-mengsel, zodat bij weer detecteren van voldoende slibaanbod het zuigproces meteen onder optimale zuigomstandigheden voortgezet kan worden.Figure 1 shows in a highly schematic manner a draghead 1 with connecting suction pipe 2. Through the suction tube 2, a mixture of sludge and water is sucked up by means of a pump (not shown), for which purpose the drag head 1 is pulled in the direction of drag 3. In the situation shown, the drag head 1 rests on an already worked area 4 of the bottom, which thereby until excavated at the desired level 5. An area 6 to be processed is connected to area 4. The supply of material to be excavated in area 6 is sensed by means of a detector 7. Depending on the measured supply of sludge, the mixture to be sucked up is influenced, that is to say brought to or kept in an optimum water-sludge ratio. Influencing takes place either by adjusting the free passage of the suction tube, or by changing the pump power, or by a combination of those measures. For example, the detector 7 in the area 6a will register a decreasing amount of sludge to be sucked up and, as a result, will emit signals which, when working with a modulating control, reduce the free passage of the draghead 1 or suction tube 2 and / or the pump power. In case an on / off control is used, when an insufficient supply of material to be sucked up is detected, the pump will be switched off and the passage of the draghead 1 or the suction tube 2 will be closed. In both types of controls this shutdown and shutdown will occur if, as in area 6b, no material to be sucked up is detected at all. Switching off the pump will end the suction process. The closing of the passage of the draghead 1 or the suction tube 2 at the same time has the advantage that the suction tube remains filled with an optimum water-sludge mixture, so that when the sufficient amount of sludge supply is detected again, the suction process can be continued immediately under optimal suction conditions. .

In figuur 2 is op schematische wijze een sleepkop 1 in zijaanzicht weergegeven, die voorzien is van een vizier 10, dat middels een verstelinrichting 11 onder een gewenste hoek ten opzichte van de zuigbuis 2 instelbaar is. Aan de zuigbuis 2 is in sleeprichting van de sleepkop 1 gezien voorlopend het detectieorgaan 30 7 bevestigd, terwijl in de zuigbuis 2 een klep 12 is opgesteld die zwenkbaar is tussen een volledig open stand, waarin de vrije doorlaat van de zuigbuis maximaal is, en een geheel gesloten stand, waarin de doorlaat van de zuigbuis geheel is afgesloten. De klep 12 is door niet weergegeven middelen, die door signalen afkomstig van het detectieorgaan 7 stuurbaar kunnen zijn, bedienbaar. De sectie van de zuigbuis tussen de streeppuntlijnen 13 en 14 kan een afzonderlijk tussen te voegen segment van die zuigbuis zijn, 35 terwijl ook de sleepkop 1 zich tot bijvoorbeeld de streeppuntlijn 13 kan uitstrekken, zodat een deel van de zuigbuis 2 geacht kan worden eendelig met de sleepkop 1 te zijn uitgevoerd.Figure 2 schematically shows a drag head 1 in side view, which is provided with a visor 10, which is adjustable by means of an adjusting device 11 at a desired angle relative to the suction tube 2. In view of the towing direction of the drag head 1, the detection member 7 is provisionally attached to the suction tube 2, while a valve 12 is arranged in the suction tube 2, which is pivotable between a fully open position, in which the free passage of the suction tube is maximum, and a fully closed position, in which the passage of the suction tube is completely closed. The valve 12 is operable by means not shown, which can be controllable by signals from the detector 7. The section of the suction pipe between the dashed lines 13 and 14 can be a separately insertable segment of that suction pipe, while the drag head 1 can also extend to, for example, the dashed line 13, so that a part of the suction pipe 2 can be regarded as one-piece with the draghead 1.

Met een streeplijn is in figuur 2 nog een alternatieve opstellingsplaats voor het detectieorgaan weergegeven. Dit detectieorgaan 7' kan gezien zijn plaatsing op of nabij het zuigniveau ook als een mechanisch op aanwezig op te zuigen materiaal reagerend element zijn uitgevoerd, terwijl het hoger geplaatste detectie-40 orgaan 7 veelal een elektronisch instrument zal zijn.Another alternative location for the detector is shown in dashed line in Figure 2. In view of its position at or near the suction level, this detection member 7 'can also be designed as a mechanical element which reacts mechanically to material to be sucked up, while the detection element 7 placed higher will usually be an electronic instrument.

In figuur 3 is een driedelige sleepkop in onderaanzicht weergegeven. Elk deel van de sleepkop is voorzien van een verstelbaar vizier als getoond in figuur 2 en boven omschreven. Aldus is de sleepkop voorzien van drie onderling onafhankelijke zuigmonden 15, 16 en 17, die elk via een verbindingsbuis 18, 19 eri 20 zijn verbonden met een verzameldeel 21, waarop de zuigbuis aansluit. In elke verbindingsbuis 18,19 45 en 20 is telkens een klep 22, 23 en 24 gemonteerd, die op gelijke wijze als de klep 12 in figuur 2 tussen een open en een gesloten stand gestuurd zwenkbaar is. Doordat de kleppen 22, 23 en 24 elk een eigen mengselstroom beïnvloeden, is met deze constructie niet alleen een aanpassing aan het slibaanbod in sleeprichting, doch ook dwars daarop te realiseren. Gelijktijdige regeling van het pompvermogen vereist hierbij geen extra aanpassingen; wel zijn extra detectieorganen 7, en wel één voor elke klep, nodig. Die 50 detectieorganen dienen daarbij zodanig te worden geplaatst, dat elk detectieorgaan het slibaanbod bepaalt in rechte lijn voor het sleepkopdeel, waarvan de zuigmond aansluiting geeft op de verbindingsbuis met die klep die door het betreffende detectieorgaan moet worden gestuurd. Daartoe zijn de detectieorganen 7, die de kleppen 22 en 24 moeten sturen, geplaatst op een freem 25, dat aan weerszijden van het verzameldeel 21 uitsteekt. Uiteraard zijn ook bij deze uitvoeringsvorm de detectieorganen wederom in of direct bij de 55 desbetreffende zuigmond op te stellen.Figure 3 shows a three-part draghead in bottom view. Each part of the drag head is equipped with an adjustable visor as shown in figure 2 and described above. The drag head is thus provided with three mutually independent suction nozzles 15, 16 and 17, each of which is connected via a connecting tube 18, 19 and 20 to a collecting part 21, to which the suction tube connects. A valve 22, 23 and 24 is mounted in each connecting tube 18, 19, 45 and 20, which pivot is controlled in the same way as valve 12 in figure 2 between an open and a closed position. Since the valves 22, 23 and 24 each influence their own mixture flow, this construction not only makes it possible to adapt to the sludge supply in the towing direction, but also transversely thereto. Simultaneous control of the pump power does not require any additional adjustments; however, additional detection means 7, one for each valve, are required. These 50 detection members must be placed in such a way that each detection member determines the supply of sludge in a straight line for the trailing head part, the suction mouth of which connects to the connecting tube with that valve to be controlled by the relevant detection member. For this purpose, the detecting members 7, which are to control the valves 22 and 24, are placed on a frame 25 which protrudes on either side of the collecting part 21. Of course, in this embodiment too, the detection members can again be arranged in or directly at the respective suction mouth.

In figuur 4 is een sleepkop 31 weergegeven, die een ten opzichte van figuur 2 gewijzigde, doch ook op zich bekende uitvoering heeft. Op de sleepkop 31 sluit een zuigbuis 32 aan, ten opzichte waarvan deFigure 4 shows a drag head 31, which has an embodiment which is modified compared to figure 2, but is also known per se. A suction tube 32 connects to the drag head 31, with respect to which the

Claims

3 193220 drag head 31 is adjustable by means of an adjusting device 33 and to which a detection member 34 is attached. At the suction mouth of the drag head 31, a valve 35 is arranged which is pivotable about an axis 36, which extends along the top edge of the valve transverse to the plane of the drawing and thus perpendicular to the towing direction. In the position shown with solid lines, the valve 35 closes on the suction mouth of the drag head 31, while dashed lines indicate the open position of the valve 35, it being apparent from the drawing that the valve 35 is in any position with respect to the towing direction points backwards. As a result, the valve 35 will have as little resistance as possible during the displacement of the drag head 31 during towing and will also form a guide surface for the aspirated mixture when it is in the open or partly open position. The advantage of this positioning of the valve is that, with a reduced supply of material to be sucked up and an adapted pumping operation, the inlet of the suction mouth can also be reduced, so that the passage can be adapted to the reduced amount of mixture drawn in and the reduces the risk of sucking in false water, which would reduce the suction efficiency. The control of the valve 35 can be realized in many ways. One can think of, for example, hydraulic cylinders and rods (not shown), therefore compulsory control. In addition, it is also possible to design the valve in such a way that it is always forced towards the closed position as a result of gravity, possibly in combination with spring force, whereby the mixture flow drawn up by the pumping action automatically ensures that the correct position of the valve. It goes without saying that many modifications and variants are possible within the scope of the invention. For example, a drag head can have any desired number of mutually independent parts which do not otherwise have to form mutually independent segments in the manner shown in figure 3, but can also be formed by dividing a wide drag head into partitions by means of partitions, wherein each section has its own drain with valve. These valves may be swing valves as shown in Figures 2 and 3, but may also be of any other suitable type, such as slide valves, butterfly valves, diaphragm valves, and the like.

1. Suction dredging method, in particular for sludge suction, in which material made pumpable with water pumpable through a suction channel, which extends through a draghead and a suction pipe adjoining it, is sucked up by a pump, and the material supply is detected by means of detection means which output signals to enable an optimum material-water mixing ratio to be set, characterized in that the material supply is detected and determined above a predetermined bottom level and depends on the value detected when the level is kept constant the amount of suctioned mixture is influenced by changing the passage of the suction channel and / or changing the suction effect of the pump in order to suck up the optimum material-water mixture and obtain a constant dredging depth.

Suction dredging method according to claim 1, characterized in that the draghead is provided with at least two suction compartments, which are mutually independent and are each connected to the suction tube by means of a separate connecting tube, whereby the material supply for each suction compartment is detected. is carried out separately and the change of the suction channel diameter is achieved by reducing or closing the passage of at least one connecting tube.

3. Suction dredging device apparently intended for carrying out one of the preceding methods. Hereby 2 sheets drawing