NL2020312A - EXCAVATOR - Google Patents
EXCAVATOR Download PDFInfo
- Publication number
- NL2020312A NL2020312A NL2020312A NL2020312A NL2020312A NL 2020312 A NL2020312 A NL 2020312A NL 2020312 A NL2020312 A NL 2020312A NL 2020312 A NL2020312 A NL 2020312A NL 2020312 A NL2020312 A NL 2020312A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- water
- dredging
- framework
- see
- installation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
- E02F3/8858—Submerged units
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
- E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
- E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
- E02F3/9212—Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel
- E02F3/9225—Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel with rotating cutting elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/28—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for cleaning watercourses or other ways
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
- E02F3/8833—Floating installations
- E02F3/885—Floating installations self propelled, e.g. ship
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/06—Floating substructures as supports
- E02F9/062—Advancing equipment, e.g. spuds for floating dredgers
- E02F9/065—Advancing equipment, e.g. spuds for floating dredgers characterised by the use of lines with anchors and winches
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
De uitvinding heeft betrekking op een graafinstallatie omvattende een rij van 3 tot met 30 ontgravingsmiddelen waarbij de ontgravingsmiddelen of groepen van ontgravingsmiddelen middels een verende verbinding zijn verbonden met een vakwerkconstructie welke vakwerkconstructie is gepositioneerd verticaal boven de ontgravingsmiddelen en waarbij de ontgravingsmiddelen zijn verbonden met een zuigbuis voor het afvoeren van het door de ontgravingsmiddelen afgegraven grond/water mengsel.The invention relates to an excavating installation comprising a row of 3 to 30 excavating means, wherein the excavating means or groups of excavating means are connected by means of a resilient connection to a lattice structure, which lattice structure is positioned vertically above the excavating means and wherein the excavating means are connected to a suction tube for discharging the soil / water mixture excavated by the excavating means.
Description
GRAAFINSTALLATIEEXCAVATOR
De uitvinding heeft betrekking op een graafinstallatie omvattende ontgravingsmiddelen.The invention relates to an excavating installation comprising excavating means.
Graafinstallaties omvattende ontgravingsmiddelen zijn bekend uit bijvoorbeeld US octrooi nummer 4084334. Deze publicatie beschrijft een snijkopzuiger voor het baggeren van een waterbodem. Hiertoe wordt een vaartuig middels ankers gepositioneerd. Op het vaartuig is een ladder zwenkbaar verbonden waarbij aan het eind van de ladder een snijkop is geplaatst. Deze snijkop kan de waterbodem onder het schip afgraven. Het probleem welke wordt opgelost volgens deze publicatie is de volgende. In onrustig water deint het vaartuig teveel op de golven. Dit resulteert dat de druk waarmee de snijkop op de waterbodem rust te veel varieert. Voorts is het moeilijk om de voorgeschreven baan te baggeren. Ten laatste bestaat het gevaar dat de snijkop beschadigd. Deze nadelen worden in deze octrooipublicatie geadresseerd door de ladder in langsrichting in lengte te laten kunnen variëren. Hierdoor blijft de snijkop met een nagenoeg constante stand op de waterbodem rusten terwijl het vaartuig op en neer en/of voor en achterwaarts beweegt.Excavating installations comprising excavating means are known from for example US patent number 4084334. This publication describes a cutter suction dredger for dredging a water bottom. To this end, a vessel is positioned by means of anchors. A ladder is pivotally connected to the vessel, a cutting head being placed at the end of the ladder. This cutting head can excavate the water bottom under the ship. The problem that is solved according to this publication is the following. In troubled water, the vessel crashes too much on the waves. The result is that the pressure with which the cutting head rests on the water bottom varies too much. Furthermore, it is difficult to dredge the prescribed course. Finally, there is a risk that the cutting head is damaged. These disadvantages are addressed in this patent publication by allowing the ladder to vary in length in the longitudinal direction. As a result, the cutting head remains resting on the water bottom at a virtually constant position while the vessel moves up and down and / or forwards and backwards.
Een nadeel van de hierboven beschreven bekende snijkopzuiger is dat de capaciteit van de graafinstallatie voor verbetering vatbaar is.A drawback of the known cutter suction dredger described above is that the capacity of the excavator can be improved.
De volgende graafinstallatie heeft een dergelijk nadeel niet. Graafinstallatie omvattende een rij van 3 tot met 30 ontgravingsmiddelen waarbij de ontgravingsmiddelen of groepen van ontgravingsmiddelen middels een verende verbinding zijn verbonden met een vakwerkconstructie welke vakwerkconstructie is gepositioneerd verticaal boven de ontgravingsmiddelen en waarbij de ontgravingsmiddelen zijn verbonden met een zuigbuis voor het afvoeren van het door de ontgravingsmiddelen afgegraven grond/water mengsel.The following excavation installation does not have such a disadvantage. Excavating installation comprising a row of 3 to 30 excavating means, wherein the excavating means or groups of excavating means are connected by means of a resilient connection to a truss construction, which truss construction is positioned vertically above the excavating means and wherein the excavating means are connected to a suction pipe for discharging through the excavators excavated soil / water mixture.
Met de graafinstallatie volgens de uitvinding is het mogelijk meerdere ontgravingsmiddelen tegelijkertijd in te zetten en zo een groter oppervlak van een waterbodem te ontgraven. De graafinstallatie wordt in gebruik verplaatst over de waterbodem in een richting die haaks ligt op de richting van de rijen van ontgravingsmiddelen.With the excavating installation according to the invention, it is possible to use several excavating means at the same time and thus excavate a larger surface of a water bottom. In use, the excavator is moved over the water bottom in a direction that is perpendicular to the direction of the rows of excavation means.
In deze beschrijving zullen termen worden gebruikt als horizontaal, verticaal, longitudinaal, boven en onder voor het beschrijven van de uitvinding en zijn voorkeursuitvoeringen. Hierbij gaat men uit van de uitvinding in zijn positie bij normale gebruik. Bijvoorbeeld in het gebruik om een horizontale waterbodem te ontgraven. Met waterbodem wordt verstaan elk oppervlak van een vaste stof welke zich onder water bevindt. Dit kan de zeebodem zijn of een bodem in een meer. Met longitudinaal wordt verstaan de richting waarin de rijen van graafmiddelen over een waterbodem worden verplaatst. Met de term afzinkbaar wordt bedoeld dat een afzinkbaar constructie element kan afzinken naar de waterbodem en ook weer kan opstijgen naar het wateroppervlak.In this description, terms such as horizontal, vertical, longitudinal, above and below will be used to describe the invention and its preferred embodiments. This is based on the invention in its position with normal use. For example, when used to excavate a horizontal water bottom. The term "water bottom" means any surface of a solid that is submerged in water. This can be the seabed or a bottom in a lake. The longitudinal is understood to mean the direction in which the rows of excavating means are moved over a water bottom. By the term sinkable is meant that a sinkable construction element can sink to the water bottom and can also rise back to the water surface.
De uitvinding heeft ook betrekking op een graafinstallatie waarbij meerdere van deze rijen van ontgravingsmiddelen achter elkaar staan opgesteld en waarbij de ontgravingsmiddelen van een rij versprongen staan opgesteld ten opzichte van de ontgravingsmiddelen van een daarnaast liggende rij. Door het verspringen van de ontgravingsmiddelen in een rij ten opzichte van de daarnaast gepositioneerde rij wordt zo efficiënt mogelijk een waterbodem afgegraven. Stukken waterbodem welke zich tussen ontgravingsmiddelen bevinden en hierdoor niet efficiënt kunnen worden afgegraven door desbetreffende rij ontgravingsmiddelen worden nu door de ontgravingsmiddelen van de daarnaast liggende rij afgegraven. Bij voorkeur staan de ontgravingsmiddelen in twee of drie rijen achter elkaar opgesteld.The invention also relates to an excavating installation in which several of these rows of excavating means are arranged one behind the other and in which the excavating means of a row are arranged staggered with respect to the excavating means of an adjacent row. By spreading the excavating means in a row relative to the adjacent row, a water bottom is excavated as efficiently as possible. Pieces of water bottom which are located between excavating means and therefore cannot be efficiently excavated by the relevant row of excavating means, are now excavated by the excavating means of the adjacent row. The excavation means are preferably arranged in two or three rows behind each other.
De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden getoond in de volgende figuren, waarbij:The invention is further elucidated on the basis of exemplary embodiments shown in the following figures, wherein:
Fig. 1: Ruimtelijk aanzicht van een graafinstallatie volgens de uitvinding en een brug.FIG. 1: Spatial view of an excavator according to the invention and a bridge.
Fig. 2: Ruimtelijk aanzicht van de graafinstallatie, brug en frame.FIG. 2: Spatial view of the excavator, bridge and frame.
Fig.3A: Ruimtelijk aanzicht van de graafinstallatie met brug, vakwerkconstructie.Fig.3A: Spatial view of the excavator with bridge, timber frame construction.
Fig.3B: Voor-, boven- en ruimtelijke aanzichten van cilinder-boringen in de doosconstructie waardoorheen de aan de vakwerkconstructie bevestigde kolommen vertikaal verplaatsbaar zijn.Fig. 3B: Front, top and spatial views of cylinder bores in the box construction through which the columns attached to the truss construction can be moved vertically.
Fig. 4: Ruimtelijk aanzicht van de graafinstallatie volgens de uitvinding.FIG. 4: Spatial view of the excavator according to the invention.
Fig. 5: Onderaanzicht van de graafinstallatie van Figuur 2.FIG. 5: Bottom view of the excavator of Figure 2.
Fig. 6: Ruimtelijk aanzicht van een graafinstallatie volgens de uitvinding waarbij enkele graafmiddelen niet zijn getekend.FIG. 6: Spatial view of an excavating installation according to the invention in which some excavating means are not drawn.
Fig.7A: Ruimtelijk aanzicht van de graafinstallatie in neergelaten positie en in opgetrokken positie.Fig.7A: Spatial view of the excavator in the lowered position and in the raised position.
Fig.7B: Vooraanzicht van de graafinstallatie zoals ook getoond in Figuur .1.Fig.7B: Front view of the excavator as also shown in Fig .1.
Fig. 8: Ruimtelijk aanzicht van een graafinstallatie met sleepkoppen en in lengte variërende zuigbuizenFIG. 8: Spatial view of an excavator with drag heads and suction tubes varying in length
Fig. 9: Ruimtelijk aanzicht van een graafinstallatie met graafwielen en in lengte variërende flexibele zuigbuizen.FIG. 9: Spatial view of an excavator with excavator wheels and flexible suction tubes varying in length.
Fig.10: Doorsnede (A-A of B-B uit figuur 15) van een framebalk.Fig.10: Section (A-A or B-B from Fig. 15) of a frame beam.
Fig.11: Ruimtelijk aanzicht van een gedeelte van een verplaatsbare constructie en een gedeelte van de framebalk van Figuur 10 en 15.Fig.11: Spatial view of a part of a movable construction and a part of the frame beam of Figures 10 and 15.
Fig. 12: Ruimtelijk aangezicht van een wielstelFIG. 12: Spatial view of a wheel set
Fig.13: Ruimtelijk aangezicht van een verticaal verend geleidingswiel.Fig.13: Spatial view of a vertical spring guide wheel.
Fig. 14: Vooraanzicht van een verend wielstel met vrijheidsgraden in radiale richting, tangentiële richting en rotatierichting om de lokale vertikale z-as.FIG. 14: Front view of a resilient wheel set with degrees of freedom in radial direction, tangential direction and rotation direction about the local vertical z-axis.
Fig. 15: Zijaanzicht en de langsdoorsnede op de symmetrielijn van de framebalk inclusief geleidingsbalken en de verplaatsingsconstructie.FIG. 15: Side view and the longitudinal section on the symmetry line of the frame beam including guide beams and the displacement construction.
Fig.16: Mogelijke doorsnede (A-A of B-B uit figuur 15) van een framebalk.Fig.16: Possible cross section (A-A or B-B from figure 15) of a frame beam.
Fig.17 en18 : Vooraanzichten van mogelijk wielstellen omvattende een draaibare rol.Figures 17 and 18: Front views of possible wheel sets comprising a rotatable roller.
Fig.19: Ruimtelijk aanzicht van het rechthoekige tramewerk.Fig.19: Spatial view of the rectangular tram work.
Fig.20: Voor-, zij- en ruimtelijke aanzichten van mogelijke ontgravingsmiddelen.Fig.20: Front, side and spatial views of possible excavators.
Fig.21: Zij-aanzicht van een graafwiel of drumcutter waarop de tangentiële en radiale krachten werkend op de snijranden of snijtanden zijn weergegeven inclusief de bijbehorende snededikten.Fig.21: Side view of a digger wheel or drum cutter showing the tangential and radial forces acting on the cutting edges or cutting teeth including the corresponding cutting thicknesses.
Fig.22: Zij-aanzicht graafwielinstallatie en hierin geïntegreerd opgenomen zuiginstallatie alsmede een doorsnede (A-A) in het vertikale symmetrievlak van de graafwiel- en zuiginstallatie.Fig.22: Side view of the excavator wheel installation and integrated suction installation as well as a section (A-A) in the vertical plane of symmetry of the excavator wheel and suction installation.
Fig.23 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van een graafwiel- en hierin geïntegreerde zuiginstallatie.Fig.23 Spatial view of the composition of a digging wheel and suction installation integrated therein.
Fig. 24 Doorsnede in het vertikale symmetrievlak van de graafwiel- en geïntegreerde zuiginstallatie.FIG. 24 Cross section in the vertical plane of symmetry of the digging wheel and integrated suction system.
Fig.25 Ruimtelijk aanzicht van een paar van bovensnijdende en een ondersnijdende graafwielen met de hierin geïntegreerde zuiginstallatiesFig. 25 Spatial view of a pair of top-cutting and bottom-cutting excavators with suction systems integrated therein
Fig.26A Ontgravingskrachten in radiale en tangentiële richting werkend op een ondersnijdende graafwielinstallatie.Fig.26A Excavation forces in radial and tangential direction operating on an undercut digging wheel installation.
Fig.26B Ontgravingskrachten in radiale en tangentiële richting werkend op een bovensnijdende graafwielinstallatie.Fig.26B Excavation forces operating in a radial and tangential direction on an overcutting digging wheel installation.
Fig.26C Ontgravingskrachten in radiale en tangentiële richting werkend op bovensnijdende- en ondersnijdende graafwielinstallatiesFig.26C Excavation forces in radial and tangential direction operating on top cutting and undercutting excavator wheel installations
Fig.26D Hoofdaanzicht van de krachten en momenten die werken op de kolommen, gekoppeld aan de vakwerkconstructie, en de doosconstructie ten gevolge van de grondreactiekrachten.Fig.26D Main view of the forces and moments that act on the columns, coupled to the truss structure, and the box structure as a result of the ground reaction forces.
Fig.27 Ontgravingskrachten in radiale en tangentiële richting werkend op ondersnijdende- en bovensnijdende graafwielinstallatiesFig.27 Excavation forces in radial and tangential direction operating on undercutting and upper cutting excavator wheel installations
Fig..28 Vooraanzicht van een graafwiel met een grond-talud compensator.Fig. 28 Front view of a digger wheel with a ground-slope compensator.
Fig.29 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van de grond-talud compensator.Fig.29 Spatial view of the composition of the bottom slope compensator.
Fig.30 Ruimtelijke aanzichten van de graafinstallatie voorzien van ploegen waarvan er slechts twee zijn getekend.Fig.30 Spatial views of the excavator equipped with plows of which only two have been drawn.
Fig.31 Ruimtelijk aanzicht van een sleepkop-installatie, die kan worden opgenomen in de graafinstallatie.Fig.31 Spatial view of a drag head installation that can be included in the excavation installation.
Fig.32 Zij-aanzicht van een gedeelte van de sleepkop-installatie, van Figuur 31.Fig.32 Side view of a portion of the drag head installation, of Figure 31.
Fig.33 Zij-aanzicht van de doorsnede in het vertikale symetrievlak van een sleepkop-installatie voorzien van een verend opgestelde torsie-gland.Fig. 33 Side view of the cross-section in the vertical plane of symmetry of a drag head installation provided with a resiliently arranged torsion gland.
Fig.34 Ruimtelijk aanzicht van de doorsnede in het vertikale symmetrievlak van de sleepkop-installatie.Fig. 34 Spatial view of the section in the vertical plane of symmetry of the drag head installation.
Fig.35 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van de in tangentiële richting verend opgestelde torsie-gland.Fig. 35 Spatial view of the composition of the torsion gland arranged resiliently in a tangential direction.
Fig.36 Ruimtelijk aanzicht van graafinstallatie met in tegengestelde longitudinale richting bewegende sleepkop-installatieFig.36 Spatial view of excavation installation with trailing head installation moving in opposite longitudinal direction
Fig.37 Ruimtelijk aanzicht van de schematisch weergegeven rechthoekige framewerkFig.37 Spatial view of the schematically shown rectangular framework
Fig.38 Schematische weergave van de krachten en momenten die werken op het rechthoekige framewerkFig.38 Schematic representation of the forces and moments that act on the rectangular framework
Fig.39 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van het ankerponton met de hierin opgenomen hydraulische verplaatsbare schroefankerinstallatie, horizontale- en vertikale thruster aandrijvingen en verende ondersteunings-constructie.Fig. 39 Spatial view of the anchor pontoon composition with the hydraulic movable screw anchor installation included therein, horizontal and vertical thruster drives and resilient support structure.
Fig.40 Ruimtelijk aanzicht van het ankerponton met de hierin opgenomen hydraulische verplaatsbare zuigankerinstallatie, horizontale- en vertikale thruster aandrijvingen en verende ondersteuningsconstructie.Fig. 40 Spatial view of the anchor pontoon with the hydraulic movable suction anchor installation included therein, horizontal and vertical thruster drives and resilient support structure.
Fig.41 Ruimtelijk aanzicht van het ankerponton met de hierin opgenomen hydraulische verplaatsbare zuiganker-installatie voorzien van een tandboor-installatie, horizontale- en vertikale thruster aandrijvingen en verende ondersteuningsconstructie.Fig. 41 Spatial view of the anchor pontoon with the hydraulic movable suction anchor installation included therein provided with a dental drill installation, horizontal and vertical thruster drives and resilient support structure.
Fig.42 Ruimtelijk aanzicht van de boorinstallatie, voorzien van tanden, opgenomen in de zuiganker-installatie.Fig.42 Spatial view of the drilling rig, provided with teeth, incorporated in the suction anchor installation.
Fig.43 Ruimtelijk aanzicht van ankerpontons waarin naast schroefanker-installaties en thruster-aandrijvingen per ankerponton twee in loodrechte richting opererende wielstel- of slede ondersteunings- en geleidings constructies zijn opgenomen.Fig. 43 Spatial view of anchor pontoons in which, in addition to screw anchor installations and thruster drives, per anchor pontoon two wheel set or carriage supporting and guiding structures operating in perpendicular direction are included.
Fig.44 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van de schroefanker-installatie, voorzien van een jetwater-installatie.Fig.44 Spatial view of the composition of the screw anchor installation, provided with a jet water installation.
Fig.45 Schematische weergave van de vertikaal verplaatsbare telescopische installatie voor verplaatsing van de ontgravingsmiddelen in de hoogste stand (stapl) en in de hierop volgende positie (stap 2), door vertikale verplaatsing van de hydraulische cilinders verbonden met de buitenste doosconstructie.Fig. 45 Schematic representation of the vertically displaceable telescopic installation for displacing the excavating means in the highest position (step 1) and in the subsequent position (step 2), connected to the outer box construction by vertical displacement of the hydraulic cylinders.
Fig.46 Schematische weergave van de vertikaal verplaatsbare telescopische installatie voor verplaatsing van de ontgravingsmiddelen voor stap 3, door vertikale verplaatsing van de hydraulische cilinders verbonden met de binnenste doosconstructie en voor de onderste stand (stap 4) van de ontgravingsmiddelen, door de vertikale verplaatsing van de met de vakwerkconstructie verbonden hydraulische cilinders.Fig. 46 Schematic representation of the vertically displaceable telescopic installation for displacement of the excavation means for step 3, by vertical displacement of the hydraulic cylinders connected to the inner box construction and for the lower position (step 4) of the excavation means, by the vertical displacement of the hydraulic cylinders connected to the truss structure.
Fig.47 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van de telescopische installatie.Fig.47 Spatial view of the composition of the telescopic installation.
Fig.48 Ruimtelijk aanzicht van de samengestelde telescopische installatie.Fig.48 Spatial view of the assembled telescopic installation.
Fig.49 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van de in het horizontale en vertikale vlakken verplaatsbare hydraulische cilinder door toepassing van een in x- en y- richtingen verend verplaatsbare box en vertikale veerconstructie.Fig. 49 Spatial view of the composition of the hydraulic cylinder displaceable in the horizontal and vertical planes by using a box and vertical spring construction that are displaceable in x and y directions.
Fig.50 Schematische weergave water- en gasvullings procedure van compartimenten door toepassing van hoge druk gas accumulatoren in combinatie met compressoren.Fig.50 Schematic representation of the water and gas filling procedure of compartments by using high-pressure gas accumulators in combination with compressors.
Fig.51 Schematische weergave water- en gasvullings procedure van compartimenten door toepassing van waterpompen in combinatie met gas accummulatoren en compressoren.Fig.51 Schematic representation of the water and gas filling procedure of compartments by using water pumps in combination with gas accumulators and compressors.
Fig.52 Schematische weergave van het baggerwerktuig met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten en optredende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten tijdens de drijvende en al dan niet varende fase.Fig.52 Schematic representation of the dredging tool with the compartments filled with gas or water and with vertical up and down forces occurring during the floating and floating phase.
Fig.53A Schematische weergave van het baggerwerktuig met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten en optredende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten tijdens de fase van het afzinken.Fig.53A Schematic representation of the dredging tool with the gas or water filled compartments included therein and vertical upward and downward forces occurring during the sinking phase.
Fig.53B Schematische weergave van het baggerwerktuig met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten en optredende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten tijdens de fase van het afzinken, waarbij de bovenste framebalk-compartimenten gedeeltelijk zijn gevuld met gas en water.Fig. 53B Schematic representation of the dredging tool with the gas or water filled compartments included therein and vertical up and down forces occurring during the sinking phase, the upper frame beam compartments being partially filled with gas and water.
Fig.54 Schematische weergave van het baggerwerktuig met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten en optredende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten tijdens de fase waarin verankering van het baggerwerktuig in de waterbodem plaatsvindt.Fig.54 Schematic representation of the dredging tool with the compartments filled with gas or water and incorporated vertical upward and downward forces during the phase in which the dredging tool is anchored in the water bottom.
Fig.55 Schematische weergave van het baggerwerktuig met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten alsmede de op de verschillende componenten werkende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten tijdens de fase waarin de ankers van het baggerwerktuig uit de waterbodem worden getrokken.Fig. 55 Schematic representation of the dredging tool with the compartments filled with gas or water filled therein and the vertical upward and downward forces acting on the various components during the phase in which the anchors of the dredging tool are pulled out of the water bottom.
Fig.56 Schematische weergave van het verankerde baggerwerktuig met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten alsmede de op de verschillende componenten werkende vertikale en horizontale krachten tijdens de periodieke heen- en weergaande baggercyclus.Fig.56 Schematic representation of the anchored dredging tool with the compartments filled with gas or water filled therein as well as the vertical and horizontal forces acting on the various components during the periodic reciprocating dredging cycle.
Fig.57 Schematische weergave van het in één richting voortgestuwde baggerwerktuig met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten alsmede de in de verschillende componenten optredende vertikale en horizontale krachten.Fig.57 Schematic representation of the dredging tool propelled in one direction with the compartments filled therein filled with gas or water and the vertical and horizontal forces occurring in the various components.
Fig.58 Schematische weergave van het baggerwerktuig boven waterniveau en de op de verschillende componenten werkende vertikale en horizontale krachten tijdens de periodieke heen- en weergaande baggercyclus.Fig.58 Schematic representation of the dredging tool above the water level and the vertical and horizontal forces acting on the various components during the periodic reciprocating dredging cycle.
Fig.59 Vooraanzicht van het baggerwerktuig gekoppeld aan een drijvend vaartuig met vrijheidsgraden in het horizontale xy-vlak en vertikale z-richting door toepassing van een in het horizontale vlak verplaatsbare box alsmede vertikaal verende hydraulische cilinders, waarbij aan weerszijden drijvende grondopslagreservoirs zijn gelegen.Fig. 59 Front view of the dredging implement coupled to a floating vessel with degrees of freedom in the horizontal xy-plane and vertical z-direction by using a box that is movable in the horizontal plane as well as vertically resilient hydraulic cylinders, wherein floating storage tanks are located on either side.
Fig.60 Zij-aanzicht van het baggerwerktuig gekoppeld aan een drijvend vaartuig middels vertikaal verende hydraulische cilinders en in het horizontale vlak verplaatsbare box met aan weerszijden gelegen drijvende grondopslag-reservoirs.Fig.60 Side view of the dredging implement coupled to a floating vessel by means of vertically resilient hydraulic cylinders and a box displaceable in the horizontal plane with floating ground storage reservoirs located on either side.
Fig.61 Vooraanzicht van het baggerwerktuig gekoppeld aan een drijvend vaartuig met vrijheidsgraden in het horizontale xy-vlak,vertikale z-richting en drie rotatievrijheden door toepassing van achtereenvolgens een in het horizontale vlak verplaatsbare box, vertikaal verende hydraulische cilinders alsmede een bolscharnier, waarbij aan weerszijden drijvende grondopslagreservoirs zijn gelegen.Fig.61 Front view of the dredging implement coupled to a floating vessel with degrees of freedom in the horizontal xy-plane, vertical z-direction and three freedom of rotation by using successively a box movable in the horizontal plane, vertically resilient hydraulic cylinders and a ball joint, with floating ground storage reservoirs are located on either side.
Fig.62 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van de in het horizontale en vertikale vlakken verplaatsbare hydraulische cilinder door toepassing van achtereenvolgens een in x- en y-richtingen verend verplaatsbare box en vertikale veerconstructie.Fig. 62 Spatial view of the composition of the hydraulic cylinder displaceable in the horizontal and vertical planes by using a displaceable box and vertical spring construction that are resilient in x and y directions.
Fig.63 Vooraanzicht van het schematische weergegeven baggerwerktuig gekoppeld aan een drijvend vaartuig in rusttoestand middels al dan niet van bolscharnieren voorziene vertikaal verende hydraulische cilinders en een in het horizontale vlak verplaatsbare box.Fig.63 Front view of the dredging tool shown diagrammatically coupled to a floating vessel in rest position by means of vertically resilient hydraulic cylinders, whether or not with ball joints, and a box displaceable in the horizontal plane.
Fig.64 Vooraanzicht van het schematische weergegeven baggerwerktuig gekoppeld aan een drijvend vaartuig, dat een domp verplaatsing z en een slingerhoek verdraaiing φ heeft ondergaan, waarin van bolscharnieren voorziene vertikaal verende hydraulische cilinders en een in het horizontale vlak verplaatsbare box zijn opgenomen.Fig. 64 Front view of the dredging tool shown diagrammatically coupled to a floating vessel, which has undergone a blunt displacement z and a swing angle rotation,, in which are accommodated vertically resilient hydraulic cylinders provided with ball joints and a box movable in the horizontal plane.
Fig.65 Vooraanzicht van het schematische weergegeven baggerwerktuig gekoppeld aan een drijvend vaartuig, dat een slingerhoek verdraaiing φ heeft ondergaan, waarin vertikaal verende hydraulische cilinders en een in het horizontale vlak verplaatsbare box zijn opgenomen.Fig. 65 Front view of the dredging tool schematically shown coupled to a floating vessel, which has undergone a swing angle rotation φ, in which vertically resilient hydraulic cylinders and a box movable in the horizontal plane are included.
Fig.66 Ruimtelijk totaaloverzicht van een drijvend vaartuig waaraan middels staalkabels en lieren een baggerwerktuig of baggerinstallatie, bestaande uit een baggerunit en een framewerk, alsmede aan weerszijden hiervan grondopslag-installaties met daarin aan de bovenzijde een koppeling met hoge druk gas-accumulatoren.Fig.66 Spatial overview of a floating vessel to which a dredging tool or dredging installation, consisting of a dredging unit and a framework, by means of steel cables and winches, and on either side thereof ground storage installations with a coupling with high-pressure gas accumulators therein.
Fig.67 Vooraanzicht van het, met het drijvend vaartuig middels staalkabels verbonden, baggerwerktuig en de aan weerszijden hiervan gepositioneerde grondopslag- installaties, voorzien van accumulatoren, met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten en de op de verschillende componenten werkende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten.Fig.67 Front view of the dredging implement connected to the floating vessel by means of steel cables and the ground storage installations positioned on either side thereof, provided with accumulators, with the compartments filled with gas or water filled therein and the vertical upward force acting on the various components and downward forces.
Fig.68 Vooraanzicht van het op de waterbodem gestationeerde baggerwerktuig en de grondopslag-installaties (zonder hoge druk gas accumulatoren) met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten tijdens het baggerproces waarbij het afzinken van de practisch gewichtsloze grondopslag-containers onder water plaatsvindt door viering van de lieren aan boord van het drijvend vaartuig.Fig.68 Front view of the dredging equipment stationed on the water bottom and the ground storage installations (without high-pressure gas accumulators) with the compartments filled with gas or water filled during the dredging process during which the sinking of the practically weightless ground storage containers takes place under water by celebrating the winches on board the floating vessel.
Fig.69 Vooraanzicht van het op de waterbodem gestationeerde baggerwerktuig en de grondopslag-installaties (onder weglating van de carousels) met de hierin opgenomen met gas- of water gevulde compartimenten tijdens het baggerproces waarbij het vertikale grondtransport plaatsvindt middels het liften van de grondopslag-containers door het aanhalen van de lieren aan boord van het drijvend vaartuig.Fig.69 Front view of the dredging tool stationed on the water bottom and the ground storage installations (with omission of the carousels) with the compartments filled with gas or water during the dredging process during which the vertical ground transport takes place by lifting the ground storage containers by tightening the winches on board the floating vessel.
Fig.70 Vooraanzicht van het, met het drijvend vaartuig middels staalkabels verbonden, baggerwerktuig en de aan weerszijden hiervan gepositioneerde grondopslag-installaties, met de hierin opgenomen met gasof water gevulde compartimenten en de op de verschillende componenten werkende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten tijdens het afzinken van het baggerwerktuig en de aan weerszijden verbonden grondopslag-installaties.Fig.70 Front view of the dredging implement connected to the floating vessel by steel cables and the ground storage installations positioned on either side thereof, with the compartments filled with gas or water filled therein and the vertical upward and downward forces acting on the various components during the sinking of the dredging implement and the ground storage installations connected on both sides.
Fig.71 Vooraanzicht van het, met het drijvend vaartuig middels staalkabels verbonden, baggerwerktuig en de aan weerszijden hiervan gepositioneerde grondopslag-installaties, met de hierin opgenomen met gas of water gevulde compartimenten en de op de verschillende componenten werkende vertikale opwaartse en neerwaartse krachten tijdens het liften van het baggerwerktuig en de aan weerszijden verbonden grondopslag-installaties.Fig.71 Front view of the dredging implement connected to the floating vessel by steel cables and the ground storage installations positioned on either side thereof, with the compartments filled with gas or water filled therein and the vertical upward and downward forces acting on the various components during the lifts of the dredging implement and the ground storage installations connected on both sides.
Fig.72 Ruimtelijk aanzicht van de grondopslag-installatie, voorzien van het framewerk, de grondopslag-containers, de caroussel en de hoge druk gas-accumulatoren.Fig.72 Spatial view of the ground storage installation, provided with the framework, the ground storage containers, the carousel and the high-pressure gas accumulators.
Fig.73 Ruimtelijk aanzicht van de samenstelling van de grondopslag-installatie.Fig.73 Spatial view of the composition of the ground storage installation.
Fig.74 Ruimtelijk aanzicht van de caroussel met de hieromheen gewikkelde flexibele leidingen en verbindingen met zuigleidingen van het baggerwerktuig.Fig.74 Spatial view of the carousel with the flexible pipes wound around it and connections to suction pipes of the dredging tool.
Fig.75 Ruimtelijk aanzicht van de gedetailleerde caroussel constructieFig.75 Spatial view of the detailed carousel construction
Fig.76 Doorsnede van het caroussel lager.Fig.76 Cross section of the carousel bearing.
Fig.77 Ruimtelijk aanzicht van het complete zuigleidingnetwerk, voorzien van inschuifbare leidingen vanuit de ontgravingsmiddelen.Fig.77 Spatial view of the complete suction line network, provided with retractable lines from the excavation means.
Fig.78 Ruimtelijk aanzicht van het complete zuigleidingnetwerk, voorzien van flexibele leidingen vanuit de ontgravingsmiddelenFig.78 Spatial view of the complete suction pipe network, provided with flexible pipes from the excavation means
Fig.79 Schematische weergave van de totale procescyclus van de grondopslag-installatie, voorzien van grondopslag-containers en hoge druk gasaccumulatoren.Fig.79 Schematic representation of the total process cycle of the ground storage installation, equipped with ground storage containers and high pressure gas accumulators.
Fig.80 Schematisch overzicht van het zuigleidingnetwerk van het baggerwerktuig.Fig.80 Schematic overview of the suction line network of the dredging tool.
Fig.81 Schematisch overzicht van het zuigleidingnetwerk van de grondopslag-installatie, gekoppeld aan het zuigleidingnetwerk van het baggerwerktuig.Fig.81 Schematic overview of the suction line network of the ground storage installation, coupled to the suction line network of the dredging implement.
Fig.82 Langsdoorsnede (A-A uit figuur 87) van de grondopslag-container waarin het grond/watermengsel aan beide uiteinden vanuit naar beneden gerichte diffusors aan de bovenzijde wordt ingevoerd en het water in het midden van de container middels trechtervormige uitgangen aan de bovenzijden wordt afgevoerd, waarbij tevens de stroomlijnen van het grondbezink- en sedimentatieproces zijn weergegeven.Fig.82 Longitudinal section (AA from figure 87) of the ground storage container into which the ground / water mixture is introduced at both ends from downwardly directed diffusers and the water in the middle of the container is discharged through funnel-shaped outlets at the top , which also shows the streamlines of the sedimentation and sedimentation process.
Fig.83 Configuratie van de opslagcontainer zoals in figuur 82, met 2 ingangen aan de bovenzijde en 2 uitgangen aan de bovenzijde inclusief bezinkplaten aan de bovenzijde met een relatief korte lengte, waarbij tevens de stroomlijnen van het grondbezink- en sedimentatieproces zijn weergegeven.Fig.83 Configuration of the storage container as in figure 82, with 2 inputs at the top and 2 outputs at the top including settling plates at the top with a relatively short length, whereby the streamlines of the sedimentation and sedimentation process are also shown.
Fig.84 Configuratie van de opslagcontainer zoals in figuur 82, met 2 ingangen aan de bovenzijde en 2 uitgangen aan de bovenzijde inclusief bezinkplaten aan de bovenzijde met een relatief grote lengte, waarbij tevens de stroomlijnen van het grondbezink- en sedimentatieproces zijn weergegeven.Fig.84 Configuration of the storage container as in figure 82, with 2 inputs at the top and 2 outputs at the top including settling plates at the top with a relatively large length, whereby the streamlines of the sedimentation and sedimentation process are also shown.
Fig.85 Langsdoorsnede van de grondopslag-container waarin het grond/watermengsel aan beide uiteinden vanuit naar beneden gerichte diffusors aan de bovenzijde wordt ingevoerd en het water in het midden van de container middels trechtervormige uitgangen aan de onderzijden met inbegrip van bezinkplaten aan de bovenzijde met een relatief korte lengte wordt afgevoerd, waarbij tevens de stroomlijnen van het grondbezink- en sedimentatieproces zijn weergegeven.Fig.85 Longitudinal section of the ground storage container into which the ground / water mixture is introduced at both ends from downwardly directed diffusers and the water in the center of the container through funnel-shaped outlets at the bottom including sediment plates at the top with a relatively short length is discharged, whereby the streamlines of the sedimentation and sedimentation process are also shown.
Fig.86 Configuratie van de opslagcontainer zoals in figuur 85, met 2 ingangen aan de bovenzijde en 2 uitgangen aan de onderzijde met inbegrip van bezinkplaten aan de bovenzijde met een relatief grote lengte, waarbij tevens de stroomlijnen van het grondbezink- en sedimentatieproces zijn weergegeven.Fig. 86 Configuration of the storage container as in figure 85, with 2 inputs on the top and 2 outputs on the bottom including sediment plates on the top with a relatively large length, while also showing the streamlines of the sedimentation and sedimentation process.
Fig.87 Bovenaanzicht van de grondopslagcontainer, waarbij de bovenplaten van de containers zijn weggenomen.Fig.87 Top view of the ground storage container, with the top plates removed from the containers.
Fig 88 Langsdoorsnede (A-A uit figuur 87) van de grondopslagcontainer, identiek aan figuur 82, waarbij het bovenste gas-compartiment (33A) het onderwatergewicht van de container compenseert.Fig. 88 Longitudinal section (A-A from Figure 87) of the ground storage container, identical to Figure 82, with the upper gas compartment (33A) compensating for the underwater weight of the container.
Fig.89 Schematische weergave van de volledige procescyclus van de grondopslagcontainer, waarbij het water uit de grondopslagcontainer wordt verwijderd middels een hoge druk accumulator.Fig.89 Schematic representation of the entire process cycle of the ground storage container, whereby the water is removed from the ground storage container by means of a high-pressure accumulator.
Fig.90 Schematische weergave van de volledige procescyclus van de grondopslagcontainer, waarbij het water uit de grondopslagcontainer wordt verwijderd middels één compartiment van een uit meerdere compartimenten opgebouwde hoge druk gas-accumulator.Fig. 90 Schematic representation of the complete process cycle of the ground storage container, wherein the water is removed from the ground storage container by means of one compartment of a high-pressure gas accumulator built up from several compartments.
Fig.91 Overzicht van de rendementen voor verschillende uitvoeringen van vertikaal grondtransport gericht op de conventionele baggerdiepten en zeer grote baggerdiepten.Fig.91 Overview of the returns for different versions of vertical ground transport aimed at the conventional dredging depths and very large dredging depths.
Fig.92 PV-diagram voor polytrope expansie en compressie van gas opgeslagen in de hoge druk accumulatoren.Fig.92 PV diagram for polytrope expansion and compression of gas stored in the high pressure accumulators.
De ontgravingsmiddelen kunnen graafwielen, drumcutters, sleepkoppen en/of ploegen zijn.The excavation means can be digging wheels, drum cutters, drag heads and / or plows.
Ee rij kan meerdere paren van twee ontgravingsmiddelen omvatten, waarbij het ontgravingsmiddel een roterend wiel omvat en waarbij de roterende wielen van de twee ontgravingsmiddelen van een paar tegengesteld roteren om een gezamenlijke as. Deze ontgravingsmiddelen zijn bij voorkeur per paar verbonden met de vakwerkconstructie.A row may comprise a plurality of pairs of two excavating means, the excavating means comprising a rotating wheel, and wherein the rotating wheels of the two excavating means of a pair rotate in opposite directions about a common axis. These excavating means are preferably connected per pair to the truss construction.
De vakwerkconstructie is bij voorkeur verend verbonden met een brug gepositioneerd verticaal boven de vakwerkconstructie. De brug is bij voorkeur middels meerdere hydraulische cilinders verend verbonden met de daaronder gepositioneerde vakwerkconstructie waarbij de veerconstante van de een of meer veren waarmee de ontgravingsmiddelen verend zijn verbonden met de vakwerkconstructie kleiner is dan de veerconstante van de een of meerdere veren waarmee de vakwerkconstructie verend is verbonden met de brug. De brug heeft bij voorkeur een doosconstructies.The truss structure is preferably resiliently connected to a bridge positioned vertically above the truss structure. The bridge is preferably resiliently connected by means of a plurality of hydraulic cylinders to the framework structure positioned below, wherein the spring constant of the one or more springs with which the excavating means are resiliently connected to the framework structure is smaller than the spring constant of the one or more springs with which the framework structure is resilient connected to the bridge. The bridge preferably has box structures.
De brug kan verend verbonden zijn met een drijvend vaartuig middels meerdere hydraulische cilinders welke zich vanuit het drijvend vaartuig naar onderen en naar de brug uitstrekken.The bridge can be resiliently connected to a floating vessel by means of a plurality of hydraulic cylinders which extend downwards from the floating vessel and to the bridge.
De brug kan in een horizontale en longitudinale richting bewegen langs twee parallel en in de lengte gepositioneerde framewerkbalken welke met twee dwarsbalken een framewerk vormen. De beweegbare brug is dan bij voorkeur verbonden met de twee dwarsbalken door middel van lierkabels welke lierkabels een horizontale beweging van de beweegbare brug langs de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken mogelijk maken. De beweegbare brug omvat dan bij voorkeur aan elk van zijn uiteinden een geleidingskoker, waarbij door de opening van elk van de kokers één van de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken lopen zodat de beweegbare brug zich in de lengte van de framewerkbalken kan verplaatsen. De geleidingskokers zijn bij voorkeur aan zijn binnenkant voorzien van verende wielstellen en/of verende rollen welke in gebruik de framewerkbalken 6 kinematische graden van vrijheid kunnen geven ten opzichte van de geleidingskoker. Een dergelijke uitvoering is voordelig om te voorkomen dat de beweegbare brug vastloopt wanneer deze zich verplaatst langs de framewerkbalken.The bridge can move in a horizontal and longitudinal direction along two parallel and longitudinally positioned framework beams which form a framework with two cross beams. The movable bridge is then preferably connected to the two cross beams by means of winch cables, which winch cables enable horizontal movement of the movable bridge along the two parallel positioned framework beams. The movable bridge then preferably comprises a guide tube at each of its ends, one of the two parallel-positioned frame beams passing through the opening of each of the tubes so that the movable bridge can move along the length of the frame beams. The guide sleeves are preferably provided on their inside with resilient wheel sets and / or resilient rollers which in use can give the frame beams 6 kinematic degrees of freedom relative to the guide sleeve. Such an embodiment is advantageous to prevent the movable bridge from jamming when it moves along the frame beams.
De hoekpunten van het framewerk zijn bij voorkeur voorzien van middelen om het rechthoekig frame te kunnen verankeren met de waterbodem.The corner points of the framework are preferably provided with means for being able to anchor the rectangular frame with the water bottom.
De hoekpunten van het rechthoekig frame zijn bij voorkeur voorzien van een ondersteuningsmiddel of middelen.The corner points of the rectangular frame are preferably provided with a supporting means or means.
De graaf installatie met het framewerk omvat bij voorkeur één of meerdere middelen om het rechthoekig frame horizontaal te verplaatsen.The digging installation with the framework preferably comprises one or more means for moving the rectangular frame horizontally.
De uiteinden van de framewerkbalken en de uiteinden van de dwarsbalken zijn bij voorkeur verend en middels een bolscharnier verbonden met een hoekpunt in elk van de vier hoeken van het rechthoekig frame en waarbij de middelen om het rechthoekig frame te kunnen verankeren verend zijn verbonden met de hoekpunten en waarbij de optionele ondersteuningsmiddelen verend zijn verbonden met de hoekpunten zodat wanneer het rechthoekig frame is verankerd met de grond het rechthoekig frame een verende geometrie heeft met 6 kinematische vrijheidsgraden.The ends of the framework beams and the ends of the cross beams are preferably resilient and connected by means of a ball joint to a corner point in each of the four corners of the rectangular frame and wherein the means for anchoring the rectangular frame are resiliently connected to the corner points and wherein the optional support means are resiliently connected to the corner points so that when the rectangular frame is anchored to the ground, the rectangular frame has a resilient geometry with 6 kinematic degrees of freedom.
De graafinstallatie met het framewerk is bij voorkeur afzinkbaar. De framewerk balken, dwarsbalken, de hoekpunten en/of de beweegbare brug omvatten compartimenten welke met gas en/of water gevuld kunnen worden teneinde de graafinstallatie te kunnen laten drijven of laten afzinken.The excavation installation with the framework is preferably submersible. The framework beams, cross beams, the vertices and / or the movable bridge comprise compartments which can be filled with gas and / or water in order to be able to float or sink the digging installation.
De graafinstallatie volgens de uitvinding kan worden toegepast als een geautomatiseerde en gemechaniseerde drijvende, zelfvarende, afzinkbare en opstijgende machine, voorzien van een in principe ongelimiteerd aantal flexibel op de waterbodem inzetbare modulaire ontgravingsmiddeien en een hierin geïntegreerd zuigleidingnetwerk, dat is gekoppeld aan een grondopslag-reservoir onder water en als geheel geschikt is voor ontgraving, aanzuigen, opslag en horizontaal- en vertikaal transport van een grote variëteit aan grondsoorten.The digging installation according to the invention can be used as an automated and mechanized floating, self-propelled, submersible and ascending machine, provided with an in principle unlimited number of modular excavation means that can be used flexibly on the water bottom and an suction line network integrated therein, which is coupled to a ground storage reservoir underwater and as a whole is suitable for excavation, suction, storage and horizontal and vertical transport of a large variety of soil types.
Deze graafinstallatie volgens de uitvinding betreft een machine, zoals een gemechaniseerd en geautomatiseerd zelfvarend, afzinkbaar of opstijgend graaf- of baggerwerktuig (zie ook figuur 2), die middels het zuigleidingnetwerk kan worden gekoppeld aan een grondopslag-reservoir onder water. De machine kan worden ingezet op de bodem van een watermassa.This excavating installation according to the invention relates to a machine, such as a mechanized and automated self-propelled, submersible or ascending excavator or dredging implement (see also Figure 2), which can be coupled to a subsurface storage reservoir via the suction line network. The machine can be used on the bottom of a body of water.
De machine is samengesteld uit een framewerk die als geleiding en ondersteuning dient voor een baggerunit met als kenmerk dat evenredig met het aantal hierin opgenomen ontgravingsmiddeien de hiermee corresponderende grondproductie in principe ongelimiteerde waarden kan aannemen. Door de modulaire opbouw van de ontgravingsmiddeien kunnen op efficiënte wijze verschillende typen ontgravings-middelen worden ingezet waarmee een grote variëteit aan grondsoorten kan worden ontgraven. Middels een in de ontgravingsmiddeien geïntegreerd zuigleidingnetwerk vindt het grond/water mengsel transport plaats naar een opslagreservoir, voorzien van vertikaal te transporteren grondopslag-containers.The machine is composed of a framework that serves as a guide and support for a dredging unit with the feature that proportional to the number of excavation means included therein, the corresponding soil production can in principle assume unlimited values. Due to the modular construction of the excavation means, different types of excavation means can be used efficiently, with which a large variety of soil types can be excavated. By means of a suction line network integrated in the excavation means, the ground / water mixture transport takes place to a storage reservoir, provided with vertically transportable ground storage containers.
Middels de graafinstallatie volgens de uitvinding worden een aantal nadelen van de huidige uitvoeringen van baggerwerktuigen, operationeel in relatief geringe waterdiepten tot aan relatief zeer grote waterdiepten, geheel of gedeeltelijk opgelost. Nadelen van de huidige uitvoeringen van baggerwerktuigen in relatief geringe waterdiepten zullen hieronder worden besproken.By means of the excavation installation according to the invention, a number of disadvantages of the current designs of dredging equipment, operational in relatively small water depths up to relatively very large water depths, are completely or partially solved. Disadvantages of the current designs of dredging equipment in relatively low water depths will be discussed below.
De nadelen die zich in algemene zin voordoen bij de huidige gangbare baggerwerktuigen, waaronder snijkopzuigers, hopperzuigers en graafwielzuigers, die worden ingezet in relatief geringe waterdiepten zijn als volgt te omschrijven. Eén van de nadelen van de huidige gangbare baggerwerktuigen is de beperking in het aantal gelijktijdig opererende ontgravingsmiddelen per baggerwerktuig, waardoor de productiecapaciteit van het baggerwerktuig wordt gelimiteerd.The disadvantages that occur in general terms with the current conventional dredging equipment, including cutter suction dredgers, hopper dredgers and excavator wheel dredgers, which are used in relatively low water depths can be described as follows. One of the disadvantages of the current conventional dredging equipment is the limitation in the number of simultaneously operating excavators per dredging equipment, whereby the production capacity of the dredging equipment is limited.
Een ander nadeel van de huidige gangbare baggerwerktuigen is de beperking van het verschillende aantal typen ontgravingsmiddelen die per baggerwerktuig kunnen worden ingezet. Dit impliceert dat een bepaald type baggerwerktuig slechts effectief en efficiënt kan worden ingezet voor een beperkte range aan grondsoorten met overeenkomstige grondeigenschappen. Direct hiermee verband houdend worden snijkopzuigers hoofdzakelijk ingezet voor het lossnijden van relatief harde grondsoorten gebruikmakend van de snijkop voorzien van cuttertanden en worden hopperzuigers hoofdzakelijk ingezet voor het opzuigen van de relatief losgepakte zachtere grondsoorten.Another drawback of the current conventional dredging equipment is the limitation of the different number of types of excavation equipment that can be used per dredging equipment. This implies that a certain type of dredging tool can only be used effectively and efficiently for a limited range of soil types with corresponding soil properties. Directly related to this, cutter suction dredgers are mainly used for cutting relatively hard soil types using the cutter head provided with cutter teeth, and hopper dredgers are mainly used for sucking up the relatively looser, softer soil types.
Een ander nadeel van de huidige gangbare baggerwerktuigen is de beperking van de inzetbaarheid van baggerwerktuigen in zeegang tot relatief lage significante golfhoogten.Another drawback of the current conventional dredging equipment is the limitation of the usability of dredging equipment in sea going to relatively low significant wave heights.
Kenmerkend voor de huidige gangbare baggerwerktuigen is dat door de bewegingen van het ponton of drijvend vaartuig onder invloed van golven de interactie en overeenkomstige vertikale aandrukkracht van de ontgravingsmiddelen en/of aanzuigcomponenten in relatie tot het waterbodemtalud ernstig worden verstoord met de hiermee gepaard gaande productieverliezen. Deze interactie wordt nog extra verstoord door een in hoogte variërend waterbodemtalud.Characteristic of the current conventional dredging equipment is that due to the movements of the pontoon or floating vessel under the influence of waves, the interaction and corresponding vertical pressing force of the excavating means and / or suction components in relation to the water bottom slope are seriously disrupted with the associated production losses. This interaction is further disrupted by a height of water bottom slope.
Een ander karakteristiek nadeel van de huidige gangbare baggerwerktuigen is de gelimiteerde en in grootte niet instelbare en slecht controleerbare vertikaal naar beneden gerichte aandrukkracht op de ontgravingsmiddelen die noodzakelijk zijn voor de ontgraving van met name de relatief hardere grondsoorten.Another characteristic disadvantage of the current conventional dredging equipment is the limited and not adjustable in size and poorly controllable vertically downward pressing force on the excavation means that are necessary for the excavation of, in particular, the relatively harder soil types.
Een ander karakteristiek nadeel van de huidige gangbare baggerwerktuigen is dat het onderwaterwerk qua maatvoering relatief onnauwkeurig en niet constant is. Doordat de posities van achtereenvolgens de snijkop bij snijkopzuigers en het graafwiel bij graafwielzuigers in zeegang moeilijk controleerbaar zijn wordt de maatvoering van het onderwaterwerk negatief beïnvloed. De onnauwkeurigheid in de maatvoering voor het onderwaterwerk wordt nog extra negatief beïnvloed bij een variërend bodemtalud of indien bresval plaatsvindt, dan wel indien bij snijkopzuigers de snijkop bij het bovensnijdende baggerproces gaat rollen op een relatief hardere ondergrond. Ook bij hopperzuigers vormt de positionering van de ontgravingsmiddelen een moeilijk beheersbaar proces dat de nauwkeurigheid van het onderwaterwerk nadelig beïnvloed. Dit effect wordt in negatieve zin nog versterkt indien de hopperzuiger in zeegang opereert op een in hoogte variërend zeebodemtalud.Another characteristic disadvantage of the current conventional dredging equipment is that the underwater work is relatively inaccurate and not constant in terms of dimensions. Because the positions of successively the cutter head on cutter suction dredgers and the excavator wheel on excavator wheel dredgers in the sea are difficult to control, the dimensions of the underwater work are adversely affected. The inaccuracy in the dimensions for the underwater work is further negatively influenced in the event of a varying bottom slope or if breaches occur, or in the case of cutter suction dredgers, the cutter head starts rolling on a relatively harder surface during the dredging cutter dredging process. Also with hopper dredgers, the positioning of the excavation means is a process that is difficult to control, which adversely affects the accuracy of the underwater work. This effect is further enhanced in a negative sense if the hopper dredger operates in a sea course on a seabed slope varying in height.
Een ander karakteristiek nadeel van de huidige gangbare snijkopzuigers en graafwielzuigers zijn de technisch complexe en daardoor kapitaalintensieve baggerproces-besturingen die noodzakelijk zijn om de dichtheid van het grond/water-mengsel op een constante waarde te houden met een zo klein mogelijke tolerantie. De moeilijk beheersbare ontgravingsprocessen bij baggerwerktuigen in zeegang opererend in een in hoogte variërend zeebodemtalud zijn hierbij direct van invloed op de dichtheid van het grond/water mengsel.Another characteristic disadvantage of the current conventional cutter suction dredgers and excavator wheel dredgers are the technically complex and therefore capital-intensive dredging process controls that are necessary to keep the density of the soil / water mixture at a constant value with the lowest possible tolerance. The difficult to control excavation processes for dredging equipment in the seaway operating in a height-varying seabed slope have a direct influence on the density of the soil / water mixture.
Een ander karakteristiek nadeel van de huidige gangbare baggerwerktuigen zijn de relatief hoge aanzetkrachten die werken in de richting van het ontgravingsmiddel. Met name bij ontgraving van de relatief hardere grondsoorten kunnen deze krachten relatief zeer groot worden. Vergelijk hierbij de sleepkrachten in vaarrichting van de hopperzuiger en de verhaalkrachten van de voorzijlieren bij de huidige snijkopzuigers en graafwielzuigers.Another characteristic drawback of the current conventional dredging tools are the relatively high starting forces that act in the direction of the excavating means. Particularly when excavating the relatively harder soil types, these forces can become relatively very large. Compare the trailing forces of the hopper dredger and the recovery forces of the front winches of the current cutter suction dredgers and excavator wheel dredgers.
Een ander nadeel dat zich voordoet bij grondsoorten met een relatief kleine cohesie en relatief kleine pakkingsdichtheid is de stabiliteit van het bodemtalud dat bij een bepaalde breshoogte resulteert in een bresval, hetgeen een gevaar vormt bij onder andere de snijkopzuigers.Another disadvantage that occurs with types of soil with a relatively low cohesion and relatively low packing density is the stability of the bottom slope, which results in a breach at a certain depth, which is a danger with, among other things, the cutter suction dredgers.
Een ander karakteristiek nadeel bij de op de waterbodem werkzame baggerwerktuigen, zowel in de huidige gangbare waterdiepten als wel grote waterdiepten, is dat de systematiek van de graafwerkzaamheden en de hiermee corresponderende repeterende en periodieke bewegingspatronen in vertikale- en horizontale richtingen onvoldoende effectief en efficiënt zijn uitgevoerd om een hoge mate van mechanisering en automatisering toe te passen en te rechtvaardigen.Another characteristic disadvantage of the dredging equipment operating on the water bottom, both in current current water depths and in large water depths, is that the system of excavation work and the corresponding repetitive and periodic movement patterns in vertical and horizontal directions are insufficiently effective and efficient. to apply and justify a high degree of mechanization and automation.
Een ander karakteristiek nadeel van sleephopperzuigers is dat de zuigbuizen onvoldoende bescherming ondervinden voor de grondreactiekrachten die op de sleepkop werken.Another characteristic disadvantage of trailing suction hopper dredgers is that the suction pipes are not adequately protected against the ground reaction forces acting on the trailing head.
De nadelen van de huidige uitvoeringen van baggerwerktuigen in relatief grote waterdiepten worden hieronder besproken.The disadvantages of the current designs of dredging equipment in relatively large water depths are discussed below.
De nadelen die zich in algemene zin voordoen bij de huidige gangbare baggerwerktuigen die worden ingezet in relatief grote waterdiepten zijn als volgt te omschrijven. Onder gangbare baggerwerktuigen wordt in dit verband begrepen ROV’s en middels staalkabels aan drijvende vaartuigen bevestigde baggerunits, elk bestaande uit een combinatie van ontgravings-, zuig- en persleiding units, die allen in de regel op de zeebodem worden gepositioneerd.The disadvantages that generally occur with the current conventional dredging equipment that are used in relatively large water depths can be described as follows. In this context, conventional dredging equipment is understood to mean ROVs and dredging units attached to floating vessels by steel cables, each consisting of a combination of excavation, suction and discharge line units, all of which are generally positioned on the seabed.
Een karakteristiek nadeel van de huidige gangbare baggerwerktuigen is dat deze werktuigen onvoldoende drijfvermogen bezitten om als drijvend vaartuig zich over water te verplaatsen in het horizontale wateroppervlak. Rekening houdend met de massa’s van de baggerwerktuigen zullen daardoor in de regel relatief dure transportschepen moeten worden toegepast voor het horizontale transport over water.A characteristic drawback of the current conventional dredging equipment is that these tools do not have sufficient buoyancy to move across the horizontal water surface as a floating vessel. Taking into account the masses of the dredging equipment, relatively expensive transport vessels will therefore generally have to be used for horizontal transport over water.
Een ander karakteristiek nadeel van de huidige gangbare baggerwerktuigen is dat voor het afzinken en omhoog lichten van de baggerwerktuigen, naar rato van het gewicht onder en boven water, hijsinstallaties op het schip benodigd zijn voor de opvang van de statische gewichtskrachten en dynamische krachten die op het massa-veersysteem, bestaande uit het baggerwerktuig en staalkabels, worden uitgeoefend onder invloed van de scheepsbewegingen in zeegang.Another characteristic disadvantage of the current conventional dredging equipment is that for the sinking and lifting of the dredging equipment, in proportion to the weight below and above water, hoisting installations on the ship are required to accommodate the static weight forces and dynamic forces that exert on it. mass-suspension system, consisting of the dredging tool and steel cables, are exercised under the influence of ship movements in the sea.
Een ander karakteristiek nadeel voor de op de zeebodem werkzame gangbare baggerwerktuigen is de relatieve geringe vertikale aandrukkracht die op de zeebodem kan worden uitgeoefend voor de ontgraving van grond. In principe is hiervoor slechts het onderwatergewicht van het baggerwerktuig beschikbaar, dat afgemeten aan de gebruikelijke relatief geringe omvang in de regel niet groot is.Another characteristic disadvantage for the conventional dredging tools operating on the seabed is the relatively small vertical pressing force that can be exerted on the seabed for the excavation of soil. In principle, only the underwater weight of the dredging tool is available for this, which as a rule is not large when measured against the usual relatively small size.
Een ander karakteristiek nadeel dat zich voordoet bij de op de zeebodem werkzame baggerwerktuigen houdt verband met de huidige voor het vertikale transport van het grond/watermengsel toegepaste technologiën en methoden in grote waterdiepten, bestaande uit één of meerdere onderwaterpomp-leidingnetwerken. Hieraan zijn een aantal nadelige aspecten verbonden, waaronder verstoppingen in de persleidingen als gevolg van gronddeeltjes met verschillende diameters die in dezelfde persleiding vertikaal worden getransporteerd. Een ander nadelig aspect uit zich in de complexiteit van de positionering en ophanging van één of meerdere sets centrifugaalpompen- en aandrijf motoren op mogelijk verschillende waterdiepgangen.Another characteristic disadvantage that occurs with the dredging equipment operating on the seabed is related to the current technologies and methods used for vertical transport of the soil / water mixture in large water depths, consisting of one or more underwater pump line networks. A number of disadvantageous aspects are attached to this, including blockages in the pressure pipes as a result of soil particles with different diameters that are transported vertically in the same pressure pipe. Another disadvantageous aspect is the complexity of the positioning and suspension of one or more sets of centrifugal pump and drive motors on possibly different water depths.
Een ander karakteristiek nadeel dat zich voordoet bij de op de zeebodem werkzame baggerwerktuigen is dat het onderwaterwerk qua maatvoering onnauwkeurig is en dat het onderwaterwerk moeilijk controleerbaar is. Zeker bij grote waterdiepten waarbij in de offshore hoge eisen worden gesteld aan maattoleranties het onderwaterwerk kunnen aanzienlijke verbeteringen worden gerealiseerd.Another characteristic disadvantage that occurs with the dredging equipment operating on the seabed is that the underwater work in terms of dimensions is inaccurate and that the underwater work is difficult to control. Significant improvements can be realized, especially with large water depths where high demands are made on dimensional tolerances and underwater work in the offshore.
Een ander karakteristiek nadeel dat zich voordoet bij de op de zeebodem werkzame baggerwerktuigen openbaart zich indien grondopbrengsten op grote schaal zijn vereist die in een kort tijdsbestek moeten worden opgeleverd. Naast inzet van een relatief groot aantal baggerwerktuigen dienen eveneens faciliteiten voor een grote grondopslag capaciteit te worden gecreëerd in de zin van drijvende of op de zeebodem gefixeerde opslagreservoirs.Another characteristic disadvantage that occurs with the dredging equipment operating on the seabed manifests itself if large-scale soil yields are required which must be delivered in a short period of time. In addition to deploying a relatively large number of dredging equipment, facilities for a large ground storage capacity should also be created in the sense of floating storage tanks fixed to the seabed.
De graafinstallatie volgens de uitvinding is inzetbaar in relatief ondiep water tot zeer diep water.The excavating installation according to the invention can be used in relatively shallow water to very deep water.
Voor de meest gangbare baggerdiepten tot en met zeer grote baggerdiepten biedt het in de uitvinding omschreven graafinstallatie, al dan niet opgenomen in een zelfvarend vaartuig en gepositioneerd op de waterbodem, in combinatie met de in een framewerk opgenomen grondopslag-containers, oplossingen aan voor de in de hiervoor omschreven problemen of tekortkomingen.For the most common dredging depths up to very large dredging depths, the excavation installation described in the invention, whether or not included in a self-propelled vessel and positioned on the water bottom, in combination with the ground storage containers included in a framework, offers solutions for the the problems or shortcomings described above.
Een gunstige uitvoering van het rechthoekig gevormde framewerk heeft als kenmerk dat de vormvastheid van het framewerk tijdens het horizontale transport over water en gedurende het afdalen of opstijgen is gegarandeerd door de flexibele connectie tussen het framewerk en de baggerunit (zie figuur 38) alsmede door voorspanning aan te brengen in de lierkabels (3B), die de dwarsbalken (1B) van het framewerk en de baggerunit aan weerszijden met elkaar verbinden (zie ook figuren 1 en 19).A favorable embodiment of the rectangular shaped framework has the feature that the dimensional stability of the framework during horizontal transport over water and during descent or ascent is guaranteed by the flexible connection between the framework and the dredging unit (see figure 38) as well as by pre-tensioning on to be introduced into the winch cables (3B), which connect the cross bars (1B) of the framework and the dredging unit on both sides with each other (see also figures 1 and 19).
Een gunstige uitvoering van de baggerunit heeft als kenmerk dat de productiecapaciteit naar rato van het aantal gelijktijdig opererende ontgravingsmiddelen kan worden verhoogd. Als zodanig worden er geen beperkingen opgelegd aan de productiecapaciteit (zie figuren 1,2,3A, 36 en 7B).A favorable design of the dredging unit has the feature that the production capacity can be increased in proportion to the number of excavating means operating simultaneously. As such, no limitations are imposed on production capacity (see Figures 1,2,3A, 36 and 7B).
Een verdere gunstige uitvoering van de baggerunit heeft als kenmerk dat er door de modulaire opzet op eenvoudige wijze verschillende typen ontgravingsmiddelen, waaronder een graafwiel, drumcutter, sleepkop (zie figuur 20) of ploeg (zie figuur 30), kunnen worden opgenomen. Hierdoor is de baggerinstallatie multifunctioneel inzetbaar voor ontgraving van een grote range aan verschillende grondsoorten.A further favorable embodiment of the dredging unit has the feature that due to the modular design, different types of excavation means can be accommodated in a simple manner, including a digger wheel, drum cutter, drag head (see figure 20) or plow (see figure 30). This makes the dredging installation multifunctional for excavation of a large range of different types of soil.
Een gunstige uitvoering van het baggerwerktuig opgenomen in een zelfvarend vaartuig (zie figuur 65) heeft als kenmerk dat de baggerunit, door opname van veerelementen (11G) tussen de ontgravingsmiddelen en een vakwerkconstructie, de vertikale grondreactiekrachten ten gevolge van slingerbewegingen van het schip en/of de onregelmatigheden van het zeebodemtalud kunnen worden opgevangen.A favorable embodiment of the dredging implement included in a self-propelled vessel (see Figure 65) is characterized in that the dredging unit, by incorporating spring elements (11G) between the excavating means and a truss structure, the vertical ground reaction forces as a result of the ship's swinging movements and / or the irregularities of the seabed slope can be dealt with.
Door deze inventieve werkwijze bestaat de mogelijkheid dat het baggerwerktuig wordt ingezet in significante golfhoogten die groter zijn dan de toelaatbare significante golfhoogten voor de huidige gangbare baggerwerktuigen, waaronder snijkopzuigers, graafwielzuigers en hopperzuigers. De werkbaarheid wordt hiermee verhoogd.Due to this inventive method, there is the possibility that the dredging tool will be deployed at significant wave heights that are greater than the permissible significant wave heights for the current conventional dredging tools, including cutter suction dredgers, wheel excavators and hopper dredgers. This increases the workability.
Een nog gunstiger uitvoering wordt gerealiseerd door de bewegingen van het zelfvarende vaartuig in zeegang te ontkoppelen van het middels schroef- of zuigankers in de zeebodem verankerde framewerk van het baggerwerktuig (zie figuur 64). De ontgravingsmiddelen ondervinden hierdoor praktisch geen hinder van de golfbewegingen tijdens de graafwerkzaamheden. De connectie tussen het vaartuig en het baggerwerktuig worden hierbij gerealiseerd door bolscharnieren (26) in combinatie met veren (22H) te verbinden met hydraulische cilinders (22B) (zie figuur 64). Middels deze hydraulische cilinders kan de baggerinstallatie op de waterbodem worden gedrukt voor realisering van de benodigde aanzetkrachten voor verankering dan wel voor overwinning van de vertikale naar boven gerichte grondreactiekrachten. Door deze inventieve werkwijze kan de baggerinstallatie worden ingezet tot zeer hoge significante golfhoogten. De werkbaarheid wordt hiermee aanzienlijk vergroot.An even more favorable embodiment is realized by uncoupling the movements of the self-propelled vessel in the seaway from the framework of the dredging tool anchored in the seabed by means of screw or suction anchors (see figure 64). As a result, the excavation means are practically not hindered by the wave movements during the excavation work. The connection between the vessel and the dredging implement is hereby realized by connecting ball joints (26) in combination with springs (22H) with hydraulic cylinders (22B) (see figure 64). By means of these hydraulic cylinders, the dredging installation can be pressed onto the water bottom in order to realize the required starting forces for anchoring or for overcoming the vertical upwardly directed ground reaction forces. This inventive method allows the dredging installation to be deployed to very high significant wave heights. This increases the workability considerably.
Een gunstige uitvoering van de baggerunit opgenomen in een framewerk heeft als kenmerk dat de vertikale omhooggerichte grondreactiekrachten werkend op de ontgravingsmiddelen via de framewerkconstructie worden opgevangen door de in de grond verankerde schroef- of zuigankers (zie figuren 19 en 39 tot en met 42) dan wel door het extra onderwatergewicht van het framewerk. Het extra onderwater gewicht ontstaat door uitdrijving van het in ankerponton (ook wel hoekpunt genoemd) (2) en/of framebalk-compartimenten (1) opgeslagen gas door toevoer van buitenwater. Het extra onderwatergewicht in de ankerpontons (2) wordt ook toegepast voor de opvang van de grondreactiekrachten voor de schroefanker boringen (zie figuur 39).A favorable embodiment of the dredging unit incorporated in a framework has the feature that the vertical upward ground reaction forces acting on the excavating means are absorbed via the framework construction by the screw or suction anchors anchored in the ground (see figures 19 and 39 to 42) or due to the extra underwater weight of the framework. The extra underwater weight is caused by the expulsion of the gas stored in anchor pontoon (also known as corner point) (2) and / or frame beam compartments (1) by supplying outside water. The extra underwater weight in the anchor pontoons (2) is also used to absorb the ground reaction forces for the screw anchor bores (see figure 39).
De voor de ontgraving benodigde vertikaal naar beneden gerichte aandrukkrachten op de ontgravingsmiddelen worden op gecontroleerde wijze uitgeoefend door de in de baggerunit opgenomen hydraulische cilinders (9A en 9B in figuren 1 en 4) onder een instelbare hydraulische druk. Door deze inventieve werkwijze wordt de mogelijkheid voor het baggerwerktuig gecreëerd om, opgenomen in een in de zeebodem gefixeerd framewerk, op beheersbare wijze eveneens de relatief hardere grondsoorten te kunnen ontgraven, (zie figuur 56).The vertically downward pressing forces on the excavation means required for the excavation are exerted in a controlled manner by the hydraulic cylinders (9A and 9B in Figures 1 and 4) accommodated in the dredging unit under an adjustable hydraulic pressure. This inventive method creates the possibility for the dredging tool, contained in a framework fixed in the seabed, to be able to excavate the relatively harder types of soil in a controllable manner (see figure 56).
Een gunstige uitvoering van het baggerwerktuig opgenomen in een, middels schroef- of zuigankers in de zeebodem gefixeerd, framewerk heeft als kenmerk dat de, in de baggerunit opgenomen, ontgravingsmiddelen aan het einde van iedere heengaande- en teruggaande periodieke bewegingsslag van de zich verplaatsende baggerunit door activering van hydraulische cilinders een instelbare vaste vertikale verplaatsing wordt opgelegd (zie figuur 56). De baggerunit, gepositioneerd op een door lierkabels horizontaal verplaatsbaar platform, wordt middels hieraan verbonden omhullende kokers (7A in figuren 1 of 15) om de framewerkbalken (1A in figuren 15 en 19) geleid. Voor een goede geleiding zijn de kokers hierbij voorzien van verend ondersteunde wielconstructies (19 in figuren 10 en 15) en de framewerkbalken (1A) voorzien van geleidingsbalken (1D in figuren 10 en 15). Na afronden van de periodieke heen- en weergaande bagger-cycli worden de ankers uit de grond verwijderd en wordt het baggerwerktuig middels van sleden, wielen of rupsbanden geleide ondersteunings-constructies (4 in figuur 2) door toepassing van de horizontale stuwkrachten van thrusters (6) in figuur 2 over een standaard lengte in longitudinale richting verplaatst.A favorable embodiment of the dredging tool incorporated in a framework fixed by screw or suction anchors in the seabed has the feature that the excavating means incorporated in the dredging unit at the end of each passing and returning periodic movement stroke of the moving dredging unit by activation of hydraulic cylinders an adjustable fixed vertical displacement is imposed (see figure 56). The dredging unit, positioned on a platform that can be moved horizontally by winch cables, is guided around the framework beams (1A in Figures 15 and 19) by means of surrounding sheaths (7A in figures 1 or 15). For good guidance, the tubes are here provided with spring-supported wheel constructions (19 in figures 10 and 15) and the frame beams (1A) with guide beams (1D in figures 10 and 15). After the periodic reciprocating dredging cycles have been completed, the anchors are removed from the ground and the dredging equipment is supported by means of slides, wheels or tracks guided structures (4 in Figure 2) by applying the horizontal thrust forces of thrusters (6 ) in Figure 2 moved along a standard length in the longitudinal direction.
Door deze inventieve werkwijze wordt een nauwkeurig onderwaterwerk gerealiseerd onder zeer nauwe maattoleranties waarbij de mengseldichtheid van grond en water op gecontroleerde wijze een nagenoeg constante waarde kan worden opgelegd. De baggercyclus leent zich uitstekend om te worden gemechaniseerd en eveneens te worden geautomatiseerd.By means of this inventive method, accurate underwater work is realized under very narrow dimensional tolerances, whereby the mixture density of soil and water can be imposed in a controlled manner a virtually constant value. The dredging cycle is perfect for being mechanized and also for being automated.
Een ander inventief kenmerk van deze vinding heeft betrekking op het vermijden dat instabiele bodemtaluds, bij grondsoorten gekenmerkt door een relatief lage cohesie en geringe pakkingsdichtheid, zullen instorten, door de baggerunit aan de bovenzijde van het vakwerk aan weerszijden te voorzien van in dwarsrichting uitschuifbare ontgravingsmiddelen (35A tot en met 35D in figuur 6).Another inventive feature of this invention relates to the prevention of unstable bottom slopes, with types of soil characterized by relatively low cohesion and low packing density, from collapsing by providing the dredging unit on the sides of the truss with transversely extendable excavating means ( 35A to 35D in Figure 6).
Een gunstige uitvoering van het baggerwerktuig wordt gerealiseerd door het practisch geheel opheffen van de relatief hoge aanzetkrachten die werken in de richting van de ontgravingsmiddelen met als kenmerk dat de horizontale grondreactie krachten op de ontgravingsmiddelen worden geminimaliseerd door een geschikte keuze van tegengesteld gerichte hoeksnelheden van naast elkaar gelegen boven- en onder snijdende ontgravingsmiddelen (zie figuren 26 en 27). Eén van de inventieve kenmerken van deze vinding heeft betrekking op de zuigbuizen van de sleepkop, die zijn gevrijwaard van de grondreactiekrachten doordat deze krachten via stijvere constructies aan weerszijden van de verende torsiegland direct worden doorgeleid naar een vakwerkconstructie (zie figuren 31,33 en 34).A favorable embodiment of the dredging tool is realized by practically completely eliminating the relatively high starting forces which act in the direction of the excavating means, characterized in that the horizontal ground reaction forces on the excavating means are minimized by a suitable choice of opposite angular velocities from side by side located above and below intersecting excavating means (see figures 26 and 27). One of the inventive features of this invention relates to the suction tubes of the drag head, which are protected from the ground reaction forces by directing these forces through a stiffer structure on either side of the resilient torsion land to a truss structure (see Figures 31,33 and 34) .
Een gunstige uitvoering van de in het baggerwerktuig opgenomen framewerk en baggerunit heeft als kenmerk dat het drijfvermogen en de stabiliteit van het framewerk inclusief baggerunit toereikend zijn om als zelfvarend vaartuig te kunnen opereren. De voortstuwing van de baggerunit in combinatie met het framewerk wordt gerealiseerd door thrusters (6 in figuur 2). Hiermee wordt voorkomen dat investeringen in relatief dure transportschepen moet plaatsvinden.A favorable embodiment of the framework and dredging unit included in the dredging tool has the feature that the buoyancy and the stability of the framework including dredging unit are sufficient to be able to operate as a self-propelled vessel. The propulsion of the dredging unit in combination with the framework is realized by thrusters (6 in Figure 2). This prevents investments in relatively expensive transport ships from having to be made.
Een verdere gunstige uitvoering van de in het baggerwerktuig opgenomen framewerk heeft als kenmerk dat het afzinken, opstijgen en drijven van de baggerunit inclusief framewerk op gecontroleerde wijze kan plaatsvinden door bepaalde compartimenten, opgenomen in de ankerpontons, dwarsbalken en de framewerkbalken, afwisselend te vullen met gas (bij opstijgen en drijven) (zie figuur 52 ) dan wel water (bij afzinken) (zie figuren 53A en 53B), waarbij de vertikale stuwkrachten van de thrusters (6) de stabiliteit extra kunnen ondersteunen. Door het aangrijppunt van de opwaartse kracht boven het zwaartepunt van de baggerunit en framewerk combinatie te creëren is de stabiliteit gewaarborgd.A further favorable embodiment of the framework incorporated in the dredging tool is characterized in that the dredging, ascending and floating of the dredging unit, including framework, can take place in a controlled manner by alternately filling certain compartments, included in the anchor pontoons, cross beams and the framework beams, with gas (when ascending and floating) (see figure 52) or water (when sinking) (see figures 53A and 53B), whereby the vertical thrust forces of the thrusters (6) can additionally support the stability. Stability is guaranteed by creating the point of application of the upward force above the center of gravity of the dredging unit and framework.
Afhankelijk van de gas / water verhouding in de compartimenten alsmede de stuwkracht van de thrusters kan de daal- of stijgsnelheid worden ingesteld. Voor extra zekerheid en in geval van calamiteit of schade aan de baggerunit /framewerk combinatie bestaat de mogelijkheid om een drijvende portaalconstructie te gebruiken waarop lieren zijn geplaatst die zijn verbonden met het afzinkende of opstijgende baggerunit -framewerk combinatie (zie figuren 67, 70 en 71).Depending on the gas / water ratio in the compartments and the thrusters' thrust, the descent or ascent rate can be set. For extra security and in the event of a disaster or damage to the dredging unit / framework combination, there is the possibility to use a floating gantry structure on which winches are placed that are connected to the sinking or ascending dredging unit-framework combination (see figures 67, 70 and 71) .
Hiermee wordt voorkomen dat investeringen in relatief dure transportschepen met daarop aangebracht relatief kapitaalintensieve hijsinstallaties, waaronder A-frame constructies, moeten worden toegepast.This prevents investments in relatively expensive transport vessels with relatively capital-intensive hoisting installations, including A-frame constructions, being applied.
Een verdere gunstige uitvoering van het baggerwerktuig heeft als kenmerk dat het framewerk een flexibele verende geometrie met kinematische vrijheidsgraden (x, y, z, φ, θ, ψ) vormt (zie figuren 19 en 37) die in staat is om te kunnen opereren in, in hoogte sterk variërende, bodemtaluds en in staat is om de stootbelasting tijdens de landing op te vangen. Hiertoe is het framewerk voorzien van aan de ankerpontons gekoppelde vertikaal verende en hydraulisch vertikaal verplaatsbare ondersteunings-constructies (zie figuur 39) alsmede verende bolscharnieren waarmee de ankerpontons met de dwarsbalken en framewerkbalken met elkaar zijn verbonden (zie figuren 19 en 37). Gezien de relatief grote afmetingen van het in grote waterdiepte opererende baggerwerktuig in vergelijking met de huidige opererende ROV’s vormt flexibiliteit een belangrijke voorwaarde voor het succesvol functioneren van het baggerwerktuig bij sterk variërende bodemtaluds.A further favorable embodiment of the dredging tool is characterized in that the framework forms a flexible resilient geometry with kinematic degrees of freedom (x, y, z, φ, θ, ψ) (see figures 19 and 37) which is able to operate in , highly varying in height, bottom slopes and able to absorb the impact load during landing. For this purpose the framework is provided with vertically resilient and hydraulically vertically displaceable support structures coupled to the anchor pontoons (see figure 39) as well as resilient ball joints with which the anchor pontoons are connected to each other with the cross beams and frame work beams (see figures 19 and 37). In view of the relatively large dimensions of the dredging implement operating in large water depths compared to the current operating ROVs, flexibility is an important condition for the successful functioning of the dredging implement in strongly varying soil balances.
Voor opvang van de stootbelasting tijdens landingsoperaties zijn de ondersteunings-constructies in de ankerpontons naast vertikale veerlementen (4C in figuur 39) tevens voorzien van dempers (4G in figuur 39).For absorbing the impact load during landing operations, the support constructions in the anchor pontoons are not only provided with vertical spring elements (4C in Figure 39) but also with dampers (4G in Figure 39).
Een verdere gunstige uitvoering van het baggerwerktuig, voorzien van een in de waterbodem gefixeerd framewerk, heeft als kenmerk dat de verplaatsing van de baggerunit om het geleidend framewerk tijdens het ontgravingsproces onder invloed van de grondreactiekrachten op de ontgravingsmiddelen, kan worden gecompenseerd door verende wielstellen (19 in figuren 10 tot en met 15) op te nemen in de baggerunit geleidingskokers (7A in figuren 10 en 11) die langs geleidingsprofielen van de framewerkbaiken rollen (zie figuren 10 en 11). In plaats van wielstellen kunnen voor de geleiding eveneens rolconstructies worden opgenomen (zie figuren 16, 17 en 18). Rotatie van de framebalken (1A) kan hierbij worden opgevangen door lagers in combinatie met torsieveren (zie figuren 14, 17 en 18). Eén van de inventieve kenmerken van deze vinding heeft betrekking op de ontkoppeling van de ontgravingswerkzaamheden en de opslag- en vertikale grondtransport processen door toepassing van een flexibele caroussel (zie figuren 73-78) waaromheen flexibele pijpleidingen zijn gewikkeld ter compensatie van het zich in horizontale richting verplaatsende baggerwerktuig ten opzichte van het hieraan gekoppelde stilstaande grondopslag-framewerk (zie ook figuur 66).A further favorable embodiment of the dredging tool, provided with a framework fixed in the water bottom, is characterized in that the displacement of the dredging unit around the conductive framework during the excavation process under the influence of the ground reaction forces on the excavation means can be compensated by resilient wheel sets (19 to be accommodated in Figures 10 to 15) in the dredging unit guide sleeves (7A in Figures 10 and 11) rolling along guide profiles of the frame work beams (see Figures 10 and 11). Instead of wheel sets, roller structures can also be included for guiding (see figures 16, 17 and 18). Rotation of the frame beams (1A) can here be absorbed by bearings in combination with torsion springs (see figures 14, 17 and 18). One of the inventive features of this invention relates to the uncoupling of the excavation work and the storage and vertical ground transport processes by using a flexible carousel (see Figs. 73-78) around which flexible pipelines are wound to compensate for the horizontal direction moving dredging tool relative to the stationary ground storage framework coupled thereto (see also Figure 66).
Een verdere gunstige uitvoering van de opslagcapaciteit van grond onder water passend bij een grootschalige productiecapaciteit van het baggerwerktuig heeft als kenmerk dat de grond wordt opgeslagen in opslagcontainers (33 in figuren 72 en 82), die zijn voorzien van gascompartimenten (33A in figuren 73 en 82) die zorgdragen voor het drijfvermogen om het vertikale grondtransport te realiseren dan wel het onderwatergewicht van de opslagcontainer compenseren. De containers worden opgeslagen op een rechthoekig framewerk (figuren 72 en 73), eveneens voorzien van ondersteuningsmechanismen en ankerpontons met schroef-of zuigankers zoals eerder omschreven, waarin een leidingnetwerk (zie figuren 80 en 81) inclusief caroussel (waaromheen flexibele leidingen zijn gewikkeld) zijn opgenomen teneinde het grond/watermengsel via de aan het uiteinde van het leidingstelsel opgenomen pompen naar de opslagcontainer te transporteren. Eén van de inventieve kenmerken van deze vinding heeft betrekking op de vulling van de grondopslag-containers onder water in het onderste compartiment (zie figuren 82 tot en met 85), waarbij gronddeeltjes bezinken volgens een vergelijkbaar bezink- en/of sedimentatieproces als het bezinken van gronddeeltjes in het beun van een hopperzuiger.A further favorable embodiment of the storage capacity of underwater subsoil suitable for a large-scale production capacity of the dredging implement is characterized in that the soil is stored in storage containers (33 in figures 72 and 82) which are provided with gas compartments (33A in figures 73 and 82 ) which provide the buoyancy to realize the vertical ground transport or compensate for the underwater weight of the storage container. The containers are stored on a rectangular framework (figures 72 and 73), also provided with support mechanisms and anchor pontoons with screw or suction anchors as described earlier, in which a pipe network (see figures 80 and 81) including carousel (around which flexible pipes are wound) are to transport the soil / water mixture to the storage container via the pumps included at the end of the pipe system. One of the inventive features of this invention relates to the filling of the underwater underwater storage containers in the lower compartment (see Figs. 82 to 85), where soil particles settle in a similar settling and / or sedimentation process as settling of soil particles in the hopper dredger.
Een inventieve werkwijze voor het vertikaal transport van grond, ook voor grote waterdiepten, wordt gerealiseerd door de met grond gevulde containers omhoog te hijsen middels op een drijvend vaartuig gepositioneerde hijslierinstallaties (zie 31A in figuur 69). Ter compensatie van het onderwater gewicht van de grondopslag-container wordt het bovenste compartiment (33A in figuur 88) met gas gevuld.An inventive method for the vertical transport of soil, also for large water depths, is realized by lifting the containers filled with soil by means of hoisting winch installations positioned on a floating vessel (see 31A in figure 69). To compensate for the underwater weight of the ground storage container, the upper compartment (33A in Figure 88) is filled with gas.
Een andere inventieve werkwijze voor het vertikale grondtransport is door gebruikmaking van de opwaartse kracht van het in het bovenste compartiment (33A in figuren 82 tot en met 86) aanwezige gas dat vanuit een hoge druk gas-accumulator wordt toegevoerd en waarmee het water door gasexpansie wordt uitgedreven. Met beide inventieve werkwijzen worden inventieve oplossingen gecreërd voor de problemen zoals deze zich voordoen bij het vertikale mengsel transport onder de huidige pomp-leiding systemen op relatief grote waterdiepten.Another inventive method for vertical ground transport is by using the upward force of the gas present in the upper compartment (33A in Figs. 82 to 86) which is supplied from a high pressure gas accumulator and with which the water is supplied by gas expansion driven out. With both inventive methods, inventive solutions are created for the problems as they arise in the vertical mixture transport under the current pump-line systems at relatively large water depths.
Een inventieve werkwijze voor het geleiden en omhoog liften van de met grond gevulde grondopslag containers gedurende het afzinken en opstijgen wordt gerealiseerd door lierkabels aan de bovenzijde van de opslagcontainers te verbinden met op het drijvende portaal-vaartuig (zie figuur 69) gepositioneerde hijslierinstallaties. Hierbij ontstaat een stabiele verbinding tussen het op de waterbodem gefixeerde opslag-framewerk en het drijvende portaal-vaartuig (zie figuren 68 en 69).An inventive method for guiding and lifting the ground-filled ground storage containers during sinking and take-off is realized by connecting winch cables at the top of the storage containers to hoisting winch installations positioned on the floating gantry vessel (see Fig. 69). This creates a stable connection between the storage framework fixed on the water bottom and the floating gantry vessel (see Figures 68 and 69).
Een verdere gunstige uitvoering van het grondopslag-framewerk met daarin opgenomen de grondopslag-containers heeft als kenmerk dat het afzinken en opstijgen van de opslagcontainers inclusief opslagframewerk op gecontroleerde wijze kan plaatsvinden door de bovenste compartimenten (33A) van de opslagcontainers te vullen met gas vanuit hoge druk voorziene gasaccumulatorenA further favorable embodiment of the ground storage framework with the ground storage containers included therein is characterized in that the sinking and ascending of the storage containers including storage framework can take place in a controlled manner by filling the upper compartments (33A) of the storage containers with gas from high pressurized gas accumulators
Hierbij wordt het in het bovenste compartiment opgesloten water na gasexpansie tegen de omgevingsdruk in uitgedreven.The water trapped in the upper compartment is then expelled against the ambient pressure after gas expansion.
Door het aangrijppunt van de opwaartse kracht boven het zwaartepunt van het opslag-framewerk en opslagcontainers te ontwerpen is de stabiliteit gewaarborgd (zie figuur 79). Als extra zekerheid is de afzinkende of opstijgende containeropslag-framewerk combinatie tevens verbonden met de op de drijvende portaalconstructie gepositioneerde lieren (30A in figuren 67).Stability is guaranteed by designing the point of application of the upward force above the center of gravity of the storage framework and storage containers (see Figure 79). As an additional security, the sinking or ascending container storage / framework combination is also connected to the winches positioned on the floating gantry structure (30A in Figs. 67).
Kenmerkend voor de machine is een baggerunit (figuur 1) die kan worden opgenomen in een framewerk (figuur 19). De opbouw en werking van de baggerunit en het framewerk kunnen als volgt worden omschreven.Characteristic of the machine is a dredging unit (figure 1) that can be incorporated in a framework (figure 19). The structure and operation of the dredging unit and the framework can be described as follows.
BaggerunitDredging unit
De modulaire baggerunit (figuur 1) is voorzien van een in de figuur 4 weergegeven vertikaal verplaatsbare graafinstallatie. In de graafinstallatie zijn onder andere roterende- of translerende ontgravingsmiddelen opgenomen. Voorbeelden van om de y-as roterende ontgravingsmiddelen zijn onder andere graafwielen (16 in figuren 20 en 22) of drumcutters (17 in figuren 5 en 20). Voorbeelden van translerende ontgravingsmiddelen zijn onder andere sleepkoppen (18 in figuur 36) en ploegen (36 in figuur 30). In de figuren 1,3A en 4 is aangegeven dat de ontgravingsmiddelen middels bijvoorbeeld cirkelvormige buisconstructies (12A) zijn opgenomen in een constructie, waaronder een vakwerk constructie (9C).The modular dredging unit (Figure 1) is provided with a vertically displaceable digging installation shown in Figure 4. Rotating or translating excavation means are included in the excavation installation. Examples of excavating means rotating about the y-axis include excavating wheels (16 in figures 20 and 22) or drum cutters (17 in figures 5 and 20). Examples of translating excavation means include drag heads (18 in Figure 36) and plows (36 in Figure 30). In the figures 1,3A and 4 it is indicated that the excavating means are incorporated by means of, for example, circular tube constructions (12A) in a construction, including a framework construction (9C).
Geïnitieerd door de in figuur 1 weergegeven hydraulische cilinders (9A) en de hiermee verbonden kolommen (9B) kan een vertikale verplaatsing van de vakwerkconstructie (9C) worden gerealiseerd (zie ook figuur 3A en 4). Hierbij zijn de kolommen (9B) aan de onderzijde verbonden met de vakwerkconstructie (9C)) en zijn de kolommen (9B) vertikaal verplaatsbaar in ronde kokervormige gaten (8D) in figuur 3B) in een constructie, waaronder bijvoorbeeld een in de figuren 1 en 3B opgenomen doosvormige constructie (8C). De hydraulische cilinders (9A) zijn hierbij gefixeerd in de doosconstructie (8C) (zie ook figuren 1 en 7B).Initiated by the hydraulic cylinders (9A) shown in Figure 1 and the columns (9B) connected thereto, a vertical displacement of the truss structure (9C) can be realized (see also Figures 3A and 4). Here, the columns (9B) are connected at the bottom to the truss structure (9C)) and the columns (9B) are vertically displaceable in round tubular holes (8D) in Figure 3B) in a construction, including, for example, one in Figures 1 and 3B included box-shaped construction (8C). The hydraulic cylinders (9A) are hereby fixed in the box construction (8C) (see also figures 1 and 7B).
Voor de opvang van vertikale stootvormige belasting vanuit de ontgravings-middelen, waaronder bijvoorbeeld graafwielen (16) of drumcutters( 17), via het vakwerk (9C) en de kolommen (9B) werkend op hydraulische cilinders (9A) en voor beveiliging van de hydraulische cilinders (9A) zijn de zuigerstangen van de hydraulische cilinders (9A) paarsgewijs middels veer-constructies (9F) met veerstijfheid C1 via bovenplaten (9D) verbonden met de kolommen (9B) (zie ook figuur 3A).For absorbing vertical impact load from the excavation means, including, for example, excavator wheels (16) or drum cutters (17), operating on hydraulic cylinders (9A) and securing the hydraulic cylinders (9A) via the framework (9C) and the columns (9B) cylinders (9A), the piston rods of the hydraulic cylinders (9A) are connected in pairs to the columns (9B) via spring constructions (9F) with spring stiffness C1 via top plates (9D) (see also figure 3A).
Resumerend zal een vertikale naar beneden gerichte verplaatsing van de hydraulische zuigerstangen (9A) en de hiermee verbonden kolommen (9B) resulteren in een vertikale verplaatsing van de in de vakwerkconstructie (9C) opgenomen ontgravingsmiddelen. De totale maximale vertikale verplaatsing van de ontgravingsmiddelen is hierbij gelijk aan de slaglengte van de hydraulische cilinders (9A).In summary, a vertical downward movement of the hydraulic piston rods (9A) and the columns (9B) connected thereto will result in a vertical movement of the excavating means included in the truss construction (9C). The total maximum vertical displacement of the excavating means is here equal to the stroke length of the hydraulic cylinders (9A).
Indien stempels (1A) zijn opgenomen wordt de maximale vertikale aanzet van de ontgravingsmiddelen (16 of 17), opgelegd door de in figuur 1 omschreven hydraulische installaties (9A) van de baggerunit, bepaald door de vertikale positie van stempels (1A) ten opzichte van de onderzijde van de ontgravingsmiddelen (16 of 17) (zie ook figuur 22). De stempels limiteren en controleren de ontgravingsdiepte, waarvan de hoogte (Z-a) afhankelijk van bijvoorbeeld het type grondsoort vooraf kan worden ingesteld.If dies (1A) are included, the maximum vertical feed of the excavation means (16 or 17) imposed by the hydraulic installations (9A) of the dredging unit described in Figure 1 is determined by the vertical position of dies (1A) relative to the underside of the excavation means (16 or 17) (see also figure 22). The outriggers limit and control the excavation depth, the height of which (Z-a) can be pre-set depending on, for example, the type of soil type.
Opvang van dwarskrachten en buigende momenten, geïnitieerd door de grondreactie krachten op de ontgravingsmiddelen, vindt plaats door de krachten via de vakwerk constructie (9C) en de hieraan bevestigde vertikale kolommen (9B) door te leiden naar de doosconstructie (8C). Doordat de buigstijfheid van de kolommen (9B) veel groter is dan de buigstijfheid van de hydraulische cilinderstangen (9A) zullen de dwarskrachten en momenten, volgens het principe van twee parallel geschakelde veren, practisch geheel worden opgenomen door de kolommen(9B).Collection of transverse forces and bending moments, initiated by the ground reaction forces on the excavating means, takes place by passing the forces through the truss structure (9C) and the vertical columns (9B) attached thereto to the box construction (8C). Because the bending stiffness of the columns (9B) is much greater than the bending stiffness of the hydraulic cylinder rods (9A), the transverse forces and moments, according to the principle of two parallel-connected springs, will be practically entirely absorbed by the columns (9B).
In figuur 26D is het krachten- en momenten beeld weergegeven dat vanuit de resulterende grondreactiekrachten Fr-g vanuit de ontgravingsmiddelen, waaronder drumcutters (17), via de kolommen (9B) op de doosconstructie (8C) wordt uitgeoefend. De in de doosconstructie (8C) opgenomen kolommen (9B) nemen hierbij middels de dwarskrachten (Fx__k) het buigend moment op onder het momentenevenwicht Σ Fx_k * H = Σ Fr_g * L. Hierbij stelt de eerste term de sommatie voor van de reactie-momenten van alle kolommen en de tweede term de sommatie van momenten ten gevolge van de grondreactiekrachten werkend op alle ontgravingsmiddelen.Figure 26D shows the forces and moments image exerted from the resulting soil reaction forces Fr-g from the excavation means, including drum cutters (17), via the columns (9B) on the box construction (8C). The columns (9B) accommodated in the box construction (8C) herein take up the bending moment by means of the transverse forces (Fx__k) under the moment equilibrium Σ Fx_k * H = Σ Fr_g * L. Here the first term represents the summation of the reaction moments of all columns and the second term the summation of moments as a result of the ground reaction forces acting on all excavation means.
Graaf- en Zuig installaties in BaggerunitExcavation and suction installations in dredging unit
De graafinstallatie (zie figuren 3A en 4) is opgebouwd uit een naar keuze in te vullen aantal ontgravingsmiddelen die in meerdere rijen achter elkaar versprongen staan opgesteld. In figuur 5 is een mogelijke uitvoering van twee rijen achter elkaar versprongen ontgravingsmiddelen, in de vorm van bijvoorbeeld drumcutters (17), weergegeven. Op deze wijze vindt de ontgraving van de grond over de volledige breedte B tussen de kokerprofielen (7A) plaats. De graafinstallatie heeft een modulaire opzet waarbij verschillende typen ontgravingsmiddelen - waaronder graafwielen, drumcutters, sleepkoppen of ploegen - op relatief eenvoudige wijze onderling kunnen worden uitgewisseld om zodoende voor ontgraving van verschillende grondsoorten en grondwerkzaamheden te worden ingezet.The excavating installation (see figures 3A and 4) is made up of an optional number of excavating means to be filled in staggered rows in succession. Figure 5 shows a possible embodiment of two rows of excavating means staggered one behind the other, in the form of, for example, drum cutters (17). In this way the excavation of the soil takes place over the full width B between the tube profiles (7A). The excavation installation has a modular set-up whereby different types of excavation equipment - including excavator wheels, drum cutters, drag heads or plows - can be exchanged relatively easily in order to be used for excavation of different types of soil and earthworks.
Uit de figuren 22 en 25 kan worden afgelezen dat voor uitwisseling van de graafinstallaties met bijbehorende ontgravingsmiddelen enkel de flenzen (11 F) aan top van de vier kolommen (11B) behoeven te worden gedemonteerd waardoor de graafinstallatie wordt losgekoppeld van de met de vakwerkconstructie (9C) verbonden ringvormige constructie (12A tot en met 12G).From figures 22 and 25 it can be seen that for exchange of the excavating installations with associated excavating means, only the flanges (11F) at the top of the four columns (11B) need be dismantled, whereby the excavating installation is disconnected from the structure with the truss construction (9C) ) connected annular structure (12A to 12G).
DrumcutterDrum cutter
De configuratie van de drumcutter komt overeen met de configuratie van de huidige gangbare drumcutters, met dien verstande dat met het oog op onderlinge uitwisselbaarheid de aandrijving van de drumcutter aan weerszijden van de drumcutter is gepositioneerd (zie figuren 23, 24 en 25).The configuration of the drum cutter corresponds to the configuration of the current conventional drum cutter, with the proviso that for the purpose of mutual interchangeability, the drive of the drum cutter is positioned on either side of the drum cutter (see Figures 23, 24 and 25).
In principe kunnen alle denkbare drumcutter configuraties worden toegepast in het baggerwerktuig onder voorwaarde dat de drumcutter kan worden gemonteerd en worden aangesloten op de beschikbare aandrijfassen van de aandrijfmotor. Een mogelijke configuratie van de drumcutter is voorgesteld in figuur 20. Hierbij kunnen de tanden (17B) zijn gelegen op bijvoorbeeld helixvormige contouren op een bepaalde radius van de middellijn onder een bepaalde spoedhoek γ gewikkeld om de hol uitgevoerde drumcilinder (17A), die op de eindvlakken zijn verbonden met een cirkelvormige plaat (16B) dan wel om stijfheidsredenen is verbonden met een holle as (16C) (zie ook figuur 24).In principle, all conceivable drum cutter configurations can be applied in the dredging tool on condition that the drum cutter can be mounted and connected to the available drive shafts of the drive motor. A possible configuration of the drum cutter is shown in Figure 20. The tines (17B) can be located on, for example, helical contours on a certain radius of the centerline at a certain pitch angle γ wrapped around the hollowly formed drum cylinder (17A), which on the end faces are connected to a circular plate (16B) or connected to a hollow shaft (16C) for stiffness reasons (see also figure 24).
GraafwielDigger wheel
Een mogelijke configuratie van het graafwiel is voorgesteld in figuur 20. In het graafwiel zijn een aantal evenredig over de omtrek verdeelde snijbakken (16A) opgenomen die aan de binnenzijde zijn verbonden met een cirkelvormige plaat (16B) of holle as (16C) (zie ook figuur 24). De snijbakken (16A) die zowel aan de boven als onderzijde open zijn uitgevoerd kunnen aan de bovenzijde zijn voorzien van een snijrand voor het snijden van relatief zachtere grondsoorten of zijn voorzien van puntvormige tanden (16D), waaronder cuttertanden, voor het snijden van de relatief hardere grondsoorten (zie ook figuur 20).A possible configuration of the digging wheel is shown in Fig. 20. The digging wheel includes a number of cutting trays (16A) distributed evenly over the circumference and connected on the inside to a circular plate (16B) or hollow shaft (16C) (see also Figure 24). The cutting trays (16A) which are designed to be open at both the top and bottom can be provided at the top with a cutting edge for cutting relatively softer soil types or are provided with pointed teeth (16D), including cutter teeth, for cutting the relatively harder soil types (see also figure 20).
In figuur 21 is een mogelijke uitvoering van de snijbak aangegeven, die is voorzien van een snijvlak. Het graafwiel wordt een horizontale transportsnelheid V [m/s] in longitudinale X-richting en een hoeksnelheid ω [rad/s] opgelegd, waardoor de snijvlakken een cycloïde baan zullen omschrijven.Figure 21 shows a possible embodiment of the cutting tray which is provided with a cutting surface. The digging wheel is imposed on a horizontal transport speed V [m / s] in the longitudinal X direction and an angular speed ω [rad / s], so that the cutting surfaces will describe a cycloid path.
Voor zowel het bovensnijdende- als het ondersnijdende baggerproces kunnen de radiale kracht Fr(i) en de tangentiële kracht Ft(i) vanuit de grond, waaronder zand of klei, werkend op een tand (i) of snijvlak (i) van snijbak (i) (zie figuur 21) worden afgeleid uit de snijkracht Fs(i) en de normaalkracht Fn(i) werkend op een tand (i) of snijvlak (i) van snijbak (i). De grootte van de snijkracht Fs(i) op tand (i) of snijrand (i) is recht evenredig met de snededikte h(i). Voor een snijbak (i) waarvan het snijvlak op een cirkel met straal R onder een hoek ψ(ί) met de horizontaal is gelegen is de snededikte h(i) = h-max * cos ψ(ί), waarbij achtereenvolgens de maximale snededikte h-max = ν/(ω * η), V de horizontale transportsnelheid in X-richting van het graafwiel (16), ω de hoeksnelheid van het graafwiel en n het aantal snijbakken van het graafwiel zijn. De tangentiële kracht Ft(i) werkend op de snijbak (i), al dan niet voorzien van tanden (i) of snijvlakken (i), is evenredig met snijkracht Fs(i). Bij scherpe tanden of snijvlakken is de maximale tangentiële kracht Ft(i) een orde groter is dan de maximale radiale kracht Fr(i).For both the upper cutting and the undercutting dredging process, the radial force Fr (i) and the tangential force Ft (i) from the ground, including sand or clay, acting on a tooth (i) or cutting surface (i) of the cutting bucket (i) (see Figure 21) are derived from the cutting force Fs (i) and the normal force Fn (i) acting on a tooth (i) or cutting surface (i) of the cutting bucket (i). The magnitude of the cutting force Fs (i) on tooth (i) or cutting edge (i) is directly proportional to the cutting thickness h (i). For a cutting trough (i) whose cutting surface is on a circle with radius R at an angle ψ (ί) with the horizontal, the cut thickness is h (i) = h-max * cos ψ (ί), where the maximum cut thickness is successively h-max = ν / (ω * η), V is the horizontal transport speed in the X direction of the digging wheel (16), ω is the angular speed of the digging wheel and n is the number of cutting buckets of the digging wheel. The tangential force Ft (i) acting on the cutter (i), whether or not provided with teeth (i) or cutting faces (i), is proportional to cutting force Fs (i). With sharp teeth or cutting edges, the maximum tangential force Ft (i) is an order greater than the maximum radial force Fr (i).
Constructieve uitvoeringen drumcutter- en graafwiel aandrijvingenStructural versions of drum cutter and excavator wheel drives
Een mogelijk constructieve uitvoering van een graafwiel- of drumcutter aandrijving is weergegeven in de figuren 23 en 24. Bij voorkeur is de aandrijving opgebouwd uit een combinatie van hoogkoppel en laag toerental hydrauliekmotoren of electromotoren (15A), aangezien hierdoor geen koppelomvormer is benodigd voor levering van het gevraagde koppel aan het ontgravingsmiddel. De motoren (15A) zijn middels vaste of flexibele koppelingen (15D) verbonden met een as (15C) die is gelagerd middels gunstige uitgevoerde radiale kunststof- of roller lagers (15E) voor opvang van radiale krachten. De axiaalkrachten worden verwaarloosbaar klein verondersteld. Middels flenskoppelingen (15G) worden via bijvoorbeeld boutverbindingen de flenzen van de aandrijfassen (15C) verbonden met de in figuur 24 weergegeven cirkelvormige plaat (16B) van het roterende ontgravingsmiddel, waaronder een graafwiel (16) of drumcutter (17), die al dan niet zijn voorzien van een holle as (16C). Hierdoor bestaat de mogelijkheid om op eenvoudige en snelle wijze een defect roterend ontgravingsmiddel compleet te demonteren en te vervangen door een nieuw roterend ontgravingsmiddel dan wel om verschillende typen roterende ontgravingsmiddelen, waaronder graafwiel (16) of drumcutter (17), onderling te verwisselen. Voor een waterdichte afsluiting en ter voorkoming dat onder andere gronddeeltjes in de lagers doordringen kunnen passende afdichtingen (15F) worden opgenomen (zie ook figuur 24).A possible constructional embodiment of an excavator wheel or drum cutter drive is shown in figures 23 and 24. Preferably the drive is made up of a combination of high torque and low speed hydraulic motors or electric motors (15A), since this does not require a torque converter for supplying the requested torque to the excavator. The motors (15A) are connected by means of fixed or flexible couplings (15D) to a shaft (15C) which is supported by favorable designed radial plastic or roller bearings (15E) for absorbing radial forces. The axial forces are assumed to be negligibly small. By means of flange couplings (15G) the flanges of the drive shafts (15C) are connected via for instance bolt connections to the circular plate (16B) of the rotating excavating means shown in figure 24, including a digging wheel (16) or drum cutter (17), which may or may not are provided with a hollow shaft (16C). As a result, it is possible to completely dismantle a defective rotary excavator and replace it with a new rotary excavator or to interchange various types of rotary excavator, including excavator wheel (16) or drum cutter (17). For a watertight seal and to prevent soil particles, among other things, from penetrating into the bearings, suitable seals (15F) can be included (see also figure 24).
Twee mogelijke gunstige uitvoeringen van de graafinstallatie kunnen worden toegelicht met behulp van de figuren 23 en 25. In figuur 23 is de graafinstallatie inclusief zuigbuis-installatie in één doosconstructie (11A) opgenomen. In de figuur 25 zijn twee graafinstallaties inclusief twee zuigbuis-installaties in één doosconstructie (11A) opgenomen.Two possible advantageous embodiments of the excavation installation can be explained with the aid of figures 23 and 25. In figure 23 the excavation installation including suction pipe installation is included in one box construction (11A). Figure 25 shows two digging installations including two suction pipe installations in one box construction (11A).
Uit een vergelijking van beide uitvoeringen kan worden geconcludeerd dat bij toepassing van één doosconstructie per ontgravingsconstructie de bewegingsvrijheid in vertikaie richting gunstiger is doordat iedere graafinstallatie afzonderlijk een vertikaie verplaatsing kan worden opgelegd.From a comparison of the two embodiments it can be concluded that when one box construction per excavation construction is used, the freedom of movement in vertical direction is more favorable because each excavation installation can be imposed separately on vertical excavation movement.
Bij toepassing van twee graafinstallaties in één doosconstructie zal de belasting in de vorm van het buigend moment op de graafinstallatie ter plaatse van de vakwerkconstructie door de grondreactie-krachten op de ontgravingsmiddelen (16 of 17) kleiner en dus gunstiger uitvallen, hetgeen op pagina’s 29 tot en met 31 middels de figuren 26 en 27 nader zal worden uiteengezet.When two excavating installations are used in one box construction, the load in the form of the bending moment on the excavating installation at the location of the truss construction will be smaller and therefore more favorable due to the ground reaction forces on the excavating means (16 or 17), which on pages 29 to and 31 will be explained in greater detail by means of Figures 26 and 27.
In de figuren 23 en 25 zijn mogelijke inventieve uitvoeringen van de graafinstallatie weergegeven die in staat zijn om het graafproces uit te voeren en het grond/water mengsel te geleiden in een vertikaal verplaatsbare zuigbuisinstallatie.Figures 23 and 25 show possible inventive embodiments of the excavation installation that are capable of carrying out the excavation process and guiding the soil / water mixture in a vertically displaceable suction pipe installation.
Beide uitvoeringen van de graafinstallatie, weergegeven in de figuren 22, 23 en 25, zijn volgens eenzelfde inventieve werkwijze middels veerconstructies (11G) in staat om de vertikaie stootbelasting op het ontgravingsmiddel op te vangen en via de ringvormige buisconstructie (12A) uiteindelijk door te leiden naar de in figuur 4 weergegeven vakwerkconstructie (9C).Both embodiments of the excavating installation, shown in Figures 22, 23 and 25, are capable of absorbing the vertical impact load on the excavating means by means of spring constructions (11G) and ultimately passing them through the annular tube construction (12A) to the truss structure (9C) shown in Figure 4.
De vertikaie stootbelasting op het ontgravingsmiddel wordt hierbij geïnitieerd door achtereenvolgens de vertikaie grondreactiekrachten tijdens het ontgravingsproces, de vertikaie belasting door oneffenheden van het zeebodemtalud of, indien de graafinstallatie is opgenomen in een drijvend vaartuig, door de scheepsbewegingen geïnitieerde vertikaie verplaatsingen.The vertical impact load on the excavating means is hereby initiated in succession by the vertical ground reaction forces during the excavation process, the vertical load due to unevenness of the seabed slope or, if the digging installation is included in a floating vessel, vertical displacements initiated by the ship movements.
De totale veerstijfheid C2 van de veerconstructies (11G) ter plaatse van de ontgravings-middelen (zie figuur 23) is hierbij een orde kleiner dan de veerstijfheid C1 van de veerconstructies (9F) in de hydraulische cilinderstangen (9A) (zie figuur 3A) waardoor de vertikaie stootbelasting voornamelijk wordt opgevangen door de veerconstructies (11G) met de kleinste veerstijfheid C2 ter plaatse van de ontgravingsmiddelen. Deze conclusie is gebaseerd op het principe van twee in serie geschakelde veren met veerstijfheden C1 en C2 met als resulterende stijfheidThe total spring stiffness C2 of the spring structures (11G) at the location of the excavation means (see figure 23) is hereby an order smaller than the spring stiffness C1 of the spring structures (9F) in the hydraulic cylinder rods (9A) (see figure 3A) whereby the vertical impact load is mainly absorbed by the spring structures (11G) with the lowest spring stiffness C2 at the location of the excavating means. This conclusion is based on the principle of two series-connected springs with spring stiffnesses C1 and C2 with the resulting stiffness
Voorbeelden van dergelijke inventieve constructies bij toepassing van één of meerdere graaf installaties per doosconstructie (11A) kunnen aan de hand van de achtereenvolgende figuren 22, 23, 24 en 25 als volgt worden omschreven.Examples of such inventive constructions when using one or more excavating installations per box construction (11A) can be described as follows with reference to the successive figures 22, 23, 24 and 25.
De krachten werkend op de ontgravingsmiddelen, waaronder bijvoorbeeld graafwiel (16) of drumcutter (17), worden middels de in de figuren 24 en 25 weergegeven aandrijfas (15C) via lagers (15E) en het lagerhuis (15B) bijvoorbeeld middels vertikale platen (14A) worden doorgeleid naar de doosconstructie (11A). De krachten op de motoren (15A) worden hierbij eveneens bijvoorbeeld via vertikale platen (14A) doorgeleid naar de doosconstructie (11A). In de figuren 22, 23 en 25 is weergegeven hoe de belasting, waaronder de vertikale stootbelasting, op de ontgravingsmiddelen bijvoorbeeld middels één of meerdere in de doosconstructie (11A) gefixeerde kolommen (11B) en hieromheen aangebrachte - met flenzen aan de onderzijde (11E) en flenzen aan de bovenzijde (11 F) vast verbonden - veren (11G) wordt doorgegeven aan een met de vakwerkconstructie (9C) verbonden constructie, waaronder bijvoorbeeld een ringvormige buisconstructie (12A) (zie ook figuur 4). In figuur 25 is af te lezen dat de tussen beide veren (11G) opgesloten constructie, waaronder de ringvormige buisconstructie (12), hierbij middels omhullende vertikale buiselementen (12B) in vertikale richting heen en weer kan schuiven over de kolommen (11B). Uit stijfheidsoverwegingen kunnen de vertikale buiselementen (12B) onderling worden verbonden bijvoorbeeld middels een interne ringvormige buis (12C). Voor opsluiting van de veren (11G) kunnen de buiselementen (12B) zowel aan de onder- en bovenzijde worden voorzien van flenzen (12E) (zie ook figuur 22). De krachtdoorleiding vanuit de vertikale buiselementen (12B) naar de buitenste ringvormige buisconstructie (12A) vindt bijvoorbeeld plaats middels de hiermee verbonden spaken (12D).The forces acting on the excavation means, including for example excavator wheel (16) or drum cutter (17), are driven by means of the drive shaft (15C) shown in figures 24 and 25 via bearings (15E) and the bearing housing (15B) for example by means of vertical plates (14A) ) are routed to the box structure (11A). The forces on the motors (15A) are also passed through vertical plates (14A) to the box construction (11A). Figures 22, 23 and 25 show how the load, including the vertical impact load, on the excavation means, for example by means of one or more columns (11B) fixed in the box construction (11A) and arranged around it - with flanges on the underside (11E) and flanges fixedly connected at the top (11F) - springs (11G) are passed to a structure connected to the truss structure (9C), including, for example, an annular tubular structure (12A) (see also figure 4). In figure 25 it can be seen that the structure enclosed between the two springs (11G), including the annular tube construction (12), can herein slide back and forth in vertical direction over the columns (11B) by means of enveloping vertical tube elements (12B). For reasons of stiffness, the vertical tube elements (12B) can be interconnected, for example by means of an internal annular tube (12C). For retaining the springs (11G) the tubular elements (12B) can be provided with flanges (12E) on both the top and bottom (see also figure 22). The force transmission from the vertical tubular elements (12B) to the outer annular tubular structure (12A) takes place, for example, through the spokes (12D) connected thereto.
Krachten en momenten op drumcutter- en graafwielinstallaties en andere constructiesForces and moments on drum cutter and digger wheel installations and other constructions
Een gunstige uitvoeringsvorm van het totaal aan graafwielinstallaties opgenomen in de vakwerkconstructie (zie figuur 4) is gericht op de veronderstelling dat de resulterende bovensnijdende tangentiële kracht en de resulterende ondersnijdende tangentiële kracht werkend op alle in ingrijping zijnde snijbakken van in dwarsrichting opeenvolgende graafwielen door hun tegengesteld gerichte werklijnen elkaar practisch opheffen (zie ook figuur 26A, 26B en 26C). Hierbij is verondersteld dat voor snijvlak (i) van snijbak (i) bij relatief scherpe snijvlakken of tanden de tangentiële kracht Ft(i) een orde groter is dan de radiale kracht Fr(i) en dat de slijtagetoestand voor beide opeenvolgende graafwielen gelijk is. Kenmerkend voor de graafinstallaties van figuur 4 is dat er slechts één graaf installatie per doosconstructie is opgenomen.A favorable embodiment of the total of digging wheel installations included in the truss structure (see Figure 4) is aimed at the assumption that the resulting overcutting tangential force and the resulting undercutting tangential force acting on all engaging cutting trays of transversely consecutive excavating wheels through their oppositely directed excavating wheels working lines cancel each other out practically (see also figures 26A, 26B and 26C). It is assumed here that for the cutting surface (i) of the cutting bucket (i) with relatively sharp cutting surfaces or teeth, the tangential force Ft (i) is an order greater than the radial force Fr (i) and that the wear condition is the same for both successive digging wheels. Characteristic of the digging installations of figure 4 is that only one digging installation per box construction is included.
Uitgaande van een bepaalde positie ψ(ϊ) van het snijvlak (i) met de horizontale as wordt vanuit de grond een tangentiële kracht Ft(i) en radiale kracht Fr(i) op een in ingrijping zijnde snijbak (i) uitgeoefend voor ondersnijdende -en bovensnijdende processen (zie figuur 26A, 26B en 26C). Doordat bij ondersnijdende en bovensnijdende processen de hoeksnelheden ω van gelijke grootte zijn en in tegengestelde richtingen draaien zullen bij een bepaalde verhaalsnelheid V de tangentiële krachten voor ondersnijdende- en bovensnijdende processen bij gelijkvormige identieke graafwielen 1 en 2 onder eenzelfde slijtagetoestand en bij een identieke stand ψ(ί) van de snijbakken (i) t.o.v. de horizontaal de tangentiële krachten Ft(i) en Ft(i) qua ordegrootte gelijk zijn aan Ft(i) en tegengesteld gericht te werken (zie ook figuur 26A en 26B). De radiale krachten Fr(i) die worden uitgeoefend op de opeenvolgende ondersnijdende- en bovensnijdende snijbakken (i) worden verondersteld qua ordegrootte aan elkaar gelijk te zijn en gelijk gericht te werken. Resulterend wordt er dus door de grond per snijbak (i) voor de graafwielen 1 en 2 een radiaalkracht ter grootte van circa 2xFr(i) uitgeoefend op de vakwerkconstructie. Een dergelijke beredenering geldt ook voor de overige in ingrijping zijnde snijbakken.Starting from a predetermined position ψ (ϊ) of the cutting plane (i) with the horizontal axis, a tangential force Ft (i) and radial force Fr (i) are exerted from the ground on an engaged cutting bucket (i) for undercutting - and supercrossing processes (see Figures 26A, 26B and 26C). Because in the case of undercutting and overcutting processes, the angular velocities ω are of equal magnitude and rotate in opposite directions, the tangential forces for undercutting and upper cutting processes with identical identical digging wheels 1 and 2 under the same wear condition and at an identical position zullen ( ί) of the cutting trays (i) with respect to the horizontal, the tangential forces Ft (i) and Ft (i) are, in order of magnitude, equal to Ft (i) and operate in opposite directions (see also figures 26A and 26B). The radial forces Fr (i) which are exerted on the successive undercutting and upper cutting cutters (i) are assumed to be equal to each other in order of magnitude and to work in the same direction. As a result, a radial force of approximately 2xFr (i) is exerted on the truss structure by the soil per cutter (i) for the excavating wheels 1 and 2. Such a reasoning also applies to the other cutting trays in engagement.
Onder verwaarlozing van de relatief kleine radiaalkracht Fr(i) zal er onder invloed van de tangentiële grondreactiekracht Ft(i) op de snijbak (i) een relatief groot moment Myt(i) = Ft(i) * Zgv * sin Ψ(ΐ) worden uitgeoefend op de in de vakwerk-constructie (9C) opgenomen buisvormige ringconstructie (12A) (zie ook figuur 26A). Hierbij is Zgv de afstand tussen het middelpunt van het graafwiel (16) en de centerlijn van de holle buisvormige ringconstructie (12A). De resulterende radiale- en tangentiële krachten resp. Fr en Ft en het overwegende relevante buigende moment Myt kunnen worden samengesteld door sommatie van de radiale- en tangentiële krachten Fr(i) en Ft(i) en Myt(i) van alle in ingrijping zijnde snijbakken (i).Neglecting the relatively small radial force Fr (i) there will be a relatively large moment Myt (i) = Ft (i) * Zgv * sin Ψ (ΐ) under the influence of the tangential ground reaction force Ft (i) on the cutting bucket (i) are applied to the tubular ring structure (12A) included in the truss structure (9C) (see also Figure 26A). Zgv is here the distance between the center of the digging wheel (16) and the center line of the hollow tubular ring structure (12A). The resulting radial and tangential forces resp. Fr and Ft and the predominantly relevant bending moment Myt can be assembled by summation of the radial and tangential forces Fr (i) and Ft (i) and Myt (i) of all engaged cutting trays (i).
Een gunstige uitvoeringsvorm van de graafwielinstallatie waarin wordt voorkomen dat het relatief grote buigende moment Myt per baggerwiel (16) wordt uitgeoefend op de vakwerkwerkconstructie (9C) is weergegeven in figuur 27. In deze uitvoering is een cluster van vier graafwielinstallaties opgenomen waarvan paarsgewijs twee combinaties van opeenvolgende graafwielinstallaties respectievelijk (1 en 2) en (3 en 4) worden gekoppeld aan gezamenlijke doosconstructies 11A-1 en 11A-2. De graafwielinstallaties 1 en 2 zijn achtereenvolgens bovensnijdend en ondersnijdend uitgevoerd met tegengesteld gerichte hoeksnelheden ω van gelijke grootte. De graafwielinstallaties 3 en 4 zijn achtereenvolgens ondersnijdend en bovensnijdend uitgevoerd met tegengesteld gerichte hoeksnelheden ω eveneens van gelijke grootte. Behoudens de boven- en ondersnijdende vorm van de snijbakken zijn de verdere geometrie en posities van de snijbakken (hoek ψ(ί)) van graafwielen 1, 2, 3 en 4) identiek uitgevoerd. De verhaalsnelheid V werkt voor de gehele vakwerkconstructie en dus voor alle graafinstallaties in dezelfde longitudinale x-richting. De resulterende tangentiële (grondreactie) krachten respectievelijk Ft1 en Ft4 worden verondersteld practisch gelijk te zijn van grootte en richting. Evenzo worden de tangentiële krachten Ft2 en Ft3 verondersteld practisch gelijk te zijn van grootte en richting. Alle resulterende radiale (grondreactie) krachten respectievelijk Fr1, Fr2, Fr3 en Fr4 worden verondersteld practisch gelijk te zijn van grootte en richting.A favorable embodiment of the digging wheel installation in which it is prevented that the relatively large bending moment Myt per dredging wheel (16) is exerted on the truss structure (9C) is shown in figure 27. In this embodiment a cluster of four digging wheel installations of which two combinations of successive digging wheel installations (1 and 2) and (3 and 4) respectively are coupled to joint box structures 11A-1 and 11A-2. The digging wheel installations 1 and 2 are successively designed to be supercutting and undercutting with opposite angular velocities ω of the same size. The digging wheel installations 3 and 4 are successively undercut and supercutically designed with opposite angular velocities ω also of equal size. With the exception of the upper and undercutting shape of the cutting buckets, the further geometry and positions of the cutting buckets (angle ψ (van)) of digging wheels 1, 2, 3 and 4) are identical. The recovery speed V works for the entire truss construction and therefore for all excavation installations in the same longitudinal x-direction. The resulting tangential (ground reaction) forces Ft1 and Ft4, respectively, are assumed to be practically equal in magnitude and direction. Similarly, the tangential forces Ft2 and Ft3 are assumed to be practically the same in size and direction. All resulting radial (ground reaction) forces, respectively Fr1, Fr2, Fr3 and Fr4, are assumed to be practically the same in size and direction.
De resulterende krachten en momenten die via de buisvormige ringconstructies (12A-1) en (12A-2) op de vakwerkconstructie (9C) worden uitgeoefend zijn:The resulting forces and moments exerted on the truss structure (9C) via the tubular ring structures (12A-1) and (12A-2) are:
Het in het XZ-vlak werkende moment Mxz = Ft1 * YO = Ft2 * YO, waarbij YO de afstand in Y-richting vanaf de centerlijnen van de respectievelijke graafwielen 1 n 2 (of tussen graafwielen 3 en 4) voorstellen enThe moment Mxz = Ft1 * YO = Ft2 * YO acting in the XZ plane, where YO represents the distance in the Y direction from the center lines of the respective excavating wheels 1 n 2 (or between excavating wheels 3 and 4) and
De in radiale richting werkende resulterende kracht Fr = 2 * Fr1 = 2 * Fr2.The resultant force Fr = 2 * Fr1 = 2 * Fr2 acting in radial direction.
De resulterende krachten en momenten die via de buisvormige ringconstructies (12A-2) en (12A-3) op de vakwerkconstructie (9C) worden uitgeoefend zijn identiek qua grootte en richting behoudens het in het XZ-vlak werkende moment Mxz dat in tegengestelde richting werkt.The resulting forces and moments exerted on tubular structure (9C) via tubular ring structures (12A-2) and (12A-3) are identical in size and direction except for the moment Mxz acting in the XZ plane and operating in the opposite direction. .
Het resulterende buigende moment dat via de graafwielen door de resulterende grondreactie krachten Ft1 = Ft2 = Ft3 = Ft4 op de bijbehorende doosconstructies wordt uitgeoefend is gereduceerd tot een waarde van My = Ft1 * Z-gd * sin α = Ft4 *Z-gd * sin α en de tegengesteld gerichte buigende momenten - My = Ft2 * Z-gd * sin α = Ft3 * Z-gd * sin α (zie ook figuur 27).The resulting bending moment when the resulting ground reaction forces Ft1 = Ft2 = Ft3 = Ft4 are exerted on the associated box constructions via the digging wheels is reduced to a value of My = Ft1 * Z-gd * sin α = Ft4 * Z-gd * sin α and the oppositely directed bending moments - My = Ft2 * Z-gd * sin α = Ft3 * Z-gd * sin α (see also figure 27).
De afstand Z-gd is hierbij gelijk aan de vertikale afstand tussen de hartlijn van de graafwielen (1,2,3,4) en de hartlijn van de doosconstructies (11A1 en 11A-2). Hoek α is hierbij gelijk aan de hoek tussen de tangentiële grondreactiekracht Ft_1 en de vertikaal.The distance Z-gd here is equal to the vertical distance between the center line of the digging wheels (1,2,3,4) and the center line of the box constructions (11A1 and 11A-2). Angle α here is equal to the angle between the tangential ground reaction force Ft_1 and the vertical.
Het resulterende buigend moment op de vakwerkconstructie ten gevolge van de tangentiële grondreactie krachten (Ft1, Ft2, Ft3 en Ft4) is hiermee verwaarloosbaar klein.The resulting bending moment on the truss structure due to the tangential ground reaction forces (Ft1, Ft2, Ft3 and Ft4) is therefore negligibly small.
Het nadeel van deze uitvoering is dat er een restrictie wordt opgelegd aan de vertikale verplaatsingen van de achtereenvolgende graafwielen 1, 2 ,3 en 4. De graafwiel-combinaties (1 en 2) en (3 en 4) zullen immers dezelfde vertikale verplaatsingen worden opgelegd.The disadvantage of this embodiment is that a restriction is imposed on the vertical movements of the successive digging wheels 1, 2, 3 and 4. The digging wheel combinations (1 and 2) and (3 and 4) will, after all, be imposed on the same vertical movements .
Een gunstige uitvoering waarmee een stijve ontgravingsconstructie kan worden gerealiseerd is weergegeven in figuur 25. Hierbij zijn de lagerhuizen (15B) aan de buitenzijde bijvoorbeeld opgenomen in een vakwerkconstructie, bestaande uit de achtereenvolgende balkelementen (14B), (14C) en (14D), die is gekoppeld aan de doosconstructie (11A).A favorable embodiment with which a rigid excavation structure can be realized is shown in Figure 25. Here, the bearing housings (15B) are accommodated on the outside, for example, in a truss structure, consisting of the successive beam elements (14B), (14C) and (14D), which is coupled to the box structure (11A).
Bodemtalud-compensatorSoil malud compensator
Voor realisering van een continue ontgravings- en aanzuigproces bij de ontgraving van in hoogte sterk variërende bodemtaluds is het noodzakelijk dat de graafwielinstallatie zo goed mogelijk langs het het bodemtalud wordt geleid. Middels de in de figuren 28 en 29 voorgestelde configuratie kan deze continuïteit van het baggerproces worden gerealiseerd. Middels een bolvormig scherm (37A) dat draaibaar is opgesteld om de lagers (37B) zal de vertikaal ontbondene van de grondreactiekracht Fg de graafwielinstallatie omhoog lichten. Het draaibaar scherm (37A) is hierbij aan de bovenzijde middels veren (37C) afgesteund tegen de doosconstructie (11A). De aan weerszijden van de lagers (37B) opgenomen bolvormige schermen (37A) vormen een star geheel, waardoor de veren (37C) aan de voorzijde worden ingedrukt en aan de achterzijde worden uitgerekt of omgekeerd worden uitgerekt en ingedrukt. Hierdoor wordt de veerstijfheid bij lineaire identieke veren verdubbeld in grootte. Door de veren kan een stootbelasting worden opgevangen die kan ontstaan bij in hoogte vaderende bodemtaluds. De buitenste lagerschalen (37B), die zijn verbonden met de bolvormige schermen (37A) zijn draaibaar om bijvoorbeeld kunststof ringen (37D) om het motorhuis (15A). Teneinde de lagerschalen (37B) ook ter plaatse van de plaatelementen (14A) te roteren zijn uitsparingen aan de bovenzijde van de lagerschalen (37B) opgenomen.In order to realize a continuous excavation and suction process during the excavation of height-varying soil slopes, it is necessary that the digging wheel installation is guided as well as possible along the soil slope. This continuity of the dredging process can be realized by means of the configuration shown in figures 28 and 29. By means of a spherical screen (37A) which is rotatably arranged around the bearings (37B), the vertically dissolved ground reaction force Fg will lift the digging wheel installation. The rotatable screen (37A) is here supported on the top side by means of springs (37C) against the box construction (11A). The spherical screens (37A) received on either side of the bearings (37B) form a rigid whole, as a result of which the springs (37C) are pressed in at the front and are stretched at the rear or are inversely stretched and pressed in. As a result, the spring stiffness of linear identical springs is doubled in size. A shock load can be absorbed by the springs that can arise in the case of heightened bottom troughs. The outer bearing shells (37B), which are connected to the spherical screens (37A), are rotatable about, for example, plastic rings (37D) around the motor housing (15A). In order to rotate the bearing shells (37B) also at the location of the plate elements (14A), recesses are provided on the upper side of the bearing shells (37B).
Zuiginstallaties geïntegreerd in drumcutter- en graafwiel installatiesSuction installations integrated in drum cutter and digger wheel installations
Een mogelijke gunstige uitvoering van de zuiginstallatie voor de graafwiel- of drumcutter ontgravingsmiddelen kan worden toegelicht met behulp van de figuren 7A 8, 9, 22.en 23. Het gedeelte van de zuigbuis dat is geïntegreerd met het ontgravingsmiddel is opgebouwd uit zuigbuiscomponenten (10B-10C-10D), waarvan component (10C) direct is bevestigd aan de doosconstructie (11A) dan wel indirect bijvoorbeeld via buisvormige spaken (11D) en de holle buisvormige ring (11C) zijn verbonden met aan de doosconstructie (11A) gefixeerde kolommen (11B) (zie ook figuren 22 en 23). Ter bevordering van de grond/water stroming en voor beperking van de stromingsverliezen kan een vizier (13A) worden opgenomen in het huis(1 OB) (zie ook figuren 22, 23 of 25). Het vizier (13A) kan bijvoorbeeld middels twee hydraulische cilinders (13E) voorzien van een terugdrukveren (13F) over de gewenste hoek worden gedraaid om de aandrijfas (15C) (zie ook figuren 22, 23 en 24). Voor de draaiing van het vizier en de hiermee verbonden naaf (13B) om de vaststaande ring (131), die via platen (14A) is verbonden is met de doosconstructie (11C) zijn twee, aan weerzijden van het graafwiel gepositioneerde, lagers (13J) opgenomen. Indien het graafwiel in tegenover gestelde X-richting met transportsnelheid V wordt gesleept zal het vizier in tegenover gestelde richting worden gedraaid (zie ook figuren 23 en 24).A possible favorable embodiment of the suction installation for the excavator wheel or drum cutter excavating means can be explained with the aid of figures 7A 8, 9, 22.and 23. The part of the suction tube that is integrated with the excavating means is composed of suction tube components (10B- 10C-10D), component (10C) of which is directly attached to the box structure (11A) or indirectly connected, for example, via tubular spokes (11D) and the hollow tubular ring (11C) to columns (11B) fixed to the box structure (11A) ) (see also Figures 22 and 23). To promote the ground / water flow and to limit the flow losses, a visor (13A) can be incorporated in the housing (1 OB) (see also figures 22, 23 or 25). The visor (13A) can, for example, be rotated through the desired angle by means of two hydraulic cylinders (13E) provided with a return springs (13F) about the drive shaft (15C) (see also figures 22, 23 and 24). For the rotation of the visor and the hub (13B) connected thereto around the fixed ring (131) which is connected to the box structure (11C) via plates (14A) there are two bearings (13J positioned on opposite sides of the digging wheel) ) included. If the digging wheel is dragged in the opposite X direction with transport speed V, the visor will be turned in the opposite direction (see also figures 23 and 24).
In de figuren 8, 22, 23 en 25 is weergegeven dat de zuigbuiscomponenten (10B-10C-10D) een vertikale glijdende beweging kunnen uitvoeren in de omhullende zuigbuis (10E). De omhullende zuigbuis (10E) is middels bijvoorbeeld buisvormige spaken (12G) verbonden met meerdere omhullende vertikale buizen (12B) (zie figuren 22, 23 en 25). De omhullende vertikale buis (12B) is middels een holle buisvormige ring (12C) en spaken (12D) verbonden met de holle buisvormige buitenring (12A) die is verbonden met de vakwerkconstructie (9C) (zie figuur 4). Een gunstige uitvoering om de wrijving tussen de binnenzuigbuis (10D) en de omringende zuigbuis (10E) te verminderen en schranken te voorkomen is bijvoorbeeld meerder kunststof geleidingsringen te monteren aan de binnenzijde van de omringende zuigbuis (10E). In figuur 8 is weergegeven dat de zuigbuizen (10E) van verschillende ontgravingsmiddelen aansluiten op een gezamenlijke zuigleiding (1 OF), die vertikaal verplaatsbaar is in een omhullende zuigbuis (10G), die is gefixeerd in de doosconstructie (8C) (zie figuren 1 en 7B). De zuigbuizen (10G) monden uit in een verzamelbuis (10H), van waaruit meerdere varianten van mengsel transport naar een pomp (vergelijk 10R in figuur 8) of meerdere pompen en persleidingen mogelijk zijn.Figures 8, 22, 23 and 25 show that the suction tube components (10B-10C-10D) can perform a vertical sliding movement in the enveloping suction tube (10E). The enveloping suction tube (10E) is connected by means of, for example, tubular spokes (12G) to a plurality of enveloping vertical tubes (12B) (see figures 22, 23 and 25). The enveloping vertical tube (12B) is connected by means of a hollow tubular ring (12C) and spokes (12D) to the hollow tubular outer ring (12A) which is connected to the truss structure (9C) (see figure 4). A favorable embodiment to reduce the friction between the inner suction pipe (10D) and the surrounding suction pipe (10E) and to prevent slipping is to mount, for example, several plastic guide rings on the inside of the surrounding suction pipe (10E). Figure 8 shows that the suction tubes (10E) of different excavation means connect to a joint suction line (1 OR), which is vertically displaceable in an envelope suction tube (10G), which is fixed in the box construction (8C) (see figures 1 and 7B). The suction tubes (10G) open into a collection tube (10H), from which multiple variants of mixture transport to a pump (compare 10R in Figure 8) or several pumps and delivery lines are possible.
Een andere gunstige uitvoering om de relatieve verplaatsing van de overkoepelende zuigbuizen (1 OF) te ondervangen is weergegeven in figuur 9 en wordt gerealiseerd door een flexibele zuigleiding (10X) op te nemen tussen de zuigbuizen (1 OF) en (10G).Another favorable embodiment for overcoming the relative displacement of the umbrella suction tubes (1 OF) is shown in Figure 9 and is realized by including a flexible suction line (10X) between the suction tubes (1 OF) and (10G).
In figuur 7A is de relatieve verplaatsing van de met de vakwerkconstructie (9C) verbonden zuigleidingen (10B tot en met 10F in figuur 8) ten opzichte van de met de doosconstructie (8C in figuren 1 en 7B) verbonden zuigleidingen (10G en 10H) plaatsvindt.In Figure 7A the relative displacement of the suction lines (10B to 10F in Figure 8) connected to the truss structure (9C) relative to the suction lines (10G and 10H) connected to the box structure (8C in Figures 1 and 7B) .
Een mogelijke gunstige methode voor geleiding van de binnenzuigbuis (10D) en limitering van de vertikale verplaatsing van de binnenzuigbuis (10D) in de omhullende zuigbuis (10E) is gebaseerd op de opname een viertal pennen (11H) aan de binnenzuigbuis (1OD) die vertikaal kunnen glijden in een viertal sleuven (12F), die zijn verbonden met de omhullende zuigbuis(IOE) (zie ook figuren 22, 23 en 25).A possible favorable method for guiding the inner suction tube (10D) and limiting the vertical movement of the inner suction tube (10D) in the enveloping suction tube (10E) is based on the incorporation of four pins (11H) on the inner suction tube (1OD) that are vertical can slide into four slots (12F), which are connected to the enveloping suction tube (IOE) (see also figures 22, 23 and 25).
Een voordeel van een dergelijke constructie is dat het leidingwerk zoals weergegeven in de figuren 7 en 8 is gevrijwaard van de door de grond op het ontgravingsmiddel uitgeoefende belasting (zie ook figuren 26 en 27), doordat de belasting via de relatief, qua buiging en treksterkte, stijvere doosconstructie (11A) en de hierin gefixeerde vertikale kolommen (11B) en veerelementen (11G) wordt doorgevoerd naar de cirkelvormige buizen (12A) die zijn opgenomen in de vakwerkconstructie (9C).An advantage of such a construction is that the pipework as shown in Figs. 7 and 8 is protected from the load exerted by the soil on the excavating means (see also Figs. 26 and 27) in that the load via the relative bending and tensile strength , stiffer box structure (11A) and the vertical columns (11B) and spring elements (11G) fixed therein are fed to the circular tubes (12A) included in the truss structure (9C).
PloegPlow
Een mogelijke gunstige constructieve uitvoering van een ploeginstallatie is weergegeven in figuur 30. De ploegen (36A) zijn, bijvoorbeeld middels vertikale platen (36B) en een midden-profiel (36C), verbonden met een bijvoorbeeld uit platen opgebouwde stijve doosconstructie (11A). In overeenstemming met de baggerunit (zie figuur 1) worden in de ploegen-installatie identieke constructieve uitvoeringen en werkwijzen toegepast. Dit impliceert onder andere dat achtereenvolgens de vertikale verplaatsing van de ploegen, de vertikale aandrukkracht op de ploegen, de opvang van stootvormige belasting op de ploegen en de horizontale verplaatsing van de ploegen plaatsvindt volgens identieke constructieve uitvoeringen en werkwijzen als uiteengezet in de baggerunit van figuur 1. Als extra voorziening in de ploeginstallatie is bijvoorbeeld een vertikale buis (10D) opgenomen, die voor de geleiding van de vertikale verplaatsing van de ploeg (36A) in de omhullende buis (10E) zorgdraagt.A possible favorable constructional design of a plow installation is shown in figure 30. The plows (36A) are connected, for example by means of vertical plates (36B) and a middle profile (36C), to a rigid box construction (11A) constructed from plates, for example. In accordance with the dredging unit (see Figure 1), identical structural designs and methods are used in the shift installation. This implies, among other things, that successively the vertical displacement of the plows, the vertical pressing force on the plows, the absorption of shock-like load on the plows and the horizontal displacement of the plows take place according to identical structural embodiments and methods as set out in the dredging unit of Figure 1. As an additional provision in the plow installation, for example, a vertical tube (10D) is included, which ensures the guidance of the vertical displacement of the plow (36A) in the envelope tube (10E).
Sleepkop-constructieDrag head construction
In principe kan iedere sleepkop-configuratie worden ingebouwd in dit baggerwerktuig.In principle, any drag head configuration can be built into this dredging tool.
In de figuren 31,32, 33, 34 en 35 is een mogelijk gunstige configuratie van de sleepkop weergegeven. Een groot voordeel van een dergelijke in figuren 31 tot en met 35 weergegeven sleepkop uitvoering ten opzichte van de gangbare sleepkop uitvoeringen is dat het volledige zuigbuis-leidingsysteem - bestaande uit achtereenvolgens de sleepkop (18A en 18B), de holle buis in de torsiegland (18R) en de convergerende zuigbuis (10D) verbonden met de zuigbuisleidingen (10D) - wordt ontzien van belastingen opgelegd vanuit de grond op de sleepkop.Figures 31, 32, 33, 34 and 35 show a possible favorable configuration of the drag head. A major advantage of such a drag head embodiment shown in Figs. 31 to 35 over the conventional drag head embodiments is that the complete suction pipe guidance system - consisting successively of the drag head (18A and 18B), the hollow pipe in the torsion land (18R ) and the converging suction pipe (10D) connected to the suction pipe lines (10D) - relieves loads imposed from the ground on the drag head.
In analogie met gangbare sleepkop uitvoeringen is de voorzijde van de sleepkop (18A) en bodemplaat (18C) aan de onderzijde voorzien van een opening (zie ook figuur 34) waardoor het grond/water-mengsel wordt aangezogen.In analogy with conventional drag head designs, the front of the drag head (18A) and bottom plate (18C) are provided with an opening on the underside (see also figure 34) through which the soil / water mixture is sucked in.
Eveneens in analogie met gangbare sleepkop uitvoeringen is de sleepkop aan de voorzijde voorzien van veren (18F), waardoor de sleepkop continue met een bepaalde aandrukkracht op het in hoogte variërende bodemtalud wordt gedrukt. Hierdoor is de voorzijde van de sleepkop beter in staat om het bodemtalud te volgen.Also in analogy with conventional drag head designs, the drag head is provided at the front with springs (18F), whereby the drag head is continuously pressed with a certain pressure force on the height-varying bottom slope. As a result, the front of the drag head is better able to follow the bottom slope.
In figuur 34 is weergegeven dat de veren (18F) bijvoorbeeld ingeklemd zijn tussen de flenzen (181 en 18J). De flenzen (18J) zijn hierbij aan de onderzijde verbonden met scharnieren (18G) en aan de bovenzijde met assen (18K) die in axiale richting kunnen schuiven in holle buizen (18H), die draaibaar zijn om scharnieren (180). De flenzen (181) zijn verbonden met de onderzijde van de holle buizen (18H).Figure 34 shows that the springs (18F) are, for example, clamped between the flanges (181 and 18J). The flanges (18J) are connected at the bottom with hinges (18G) and at the top with shafts (18K) that can slide in axial direction into hollow tubes (18H), which can be rotated around hinges (180). The flanges (181) are connected to the bottom of the hollow tubes (18H).
De scharnieren (180) kunnen om de Y-richting draaien om een holle buis (18L), die is verbonden met een vakwerkconstructie (18M). De vakwerkconstructie wordt enerzijds afgesteund op een bodemplaat (18D) en is anderzijds, bijvoorbeeld middels de afzonderlijke staven (18M), verbonden met de in de figuren 31 en 34 weergegeven ringvormige schijf (18N) van de torsiegland.The hinges (180) can rotate in the Y direction about a hollow tube (18L) connected to a truss structure (18M). The truss structure is supported on the one hand on a bottom plate (18D) and on the other hand is connected, for example by means of the individual bars (18M), to the annular disc (18N) of the torsion land shown in figures 31 and 34.
In analogie met de gangbare sleepkop uitvoeringen is de voorzijde (18A en 18C) van de sleepkop, ook wel vizier genoemd, in horizontale Y-richting draaibaar opgesteld om het omhullende zuigmondstuk (18B en 18D) middels de opname van lagers (18E) in het omhullende zuigmondstuk (18B).In analogy with the conventional drag head designs, the front side (18A and 18C) of the drag head, also referred to as a visor, is rotatably arranged in the horizontal Y-direction about the enveloping suction nozzle (18B and 18D) by incorporating bearings (18E) in the enveloping suction nozzle (18B).
In een andere gunstige uitvoering (zie figuur 32) kan op de sleepkop een continue aandrukkracht op het bodemtalud worden uitgevoerd door toepassing van hydraulische cilinders (18Z1), waarbij het draaibare vizier (18A) om de draaipunten (18E) afhankelijk van de grondsoort een gunstige positie kan worden opgelegd. Eventueel kunnen voor een efficiënte en effectieve ontgraving in de sleepkop ontgravingstanden (18Z2) en/of een jetwaterinstallatie worden opgenomen.In another favorable embodiment (see Figure 32), a continuous pressing force can be exerted on the drag head on the bottom slope by using hydraulic cylinders (18Z1), wherein the rotatable visor (18A) around the pivot points (18E) is favorable depending on the soil type position can be imposed. For efficient and effective excavation, excavation positions (18Z2) and / or a jet water installation can be included for efficient and effective excavation.
De krachten (Fg-x, Fg-y, Fg-z) en het torsiemoment (Mg-x), die vanuit de grond op de sleepkop worden uitgeoefend, worden via de vakwerkconstructie (18M) op de torsiegland doorgegeven. De torsiegland (zie figuren 33 en 35) heeft als belangrijkste functies de doorleiding van de hierop uitgeoefende krachten via de in figuur 31 weergegeven staven (18X) naar de holle ringvormige constructie (11C) en de opvang van het torsiemoment (Mg-x) en de hierdoor ontstane hoekverdraaiing om de X-as van de sleepkop. De krachten kunnen via de ringvormige constructie (11C) en de kolommen (11B) via de veren (11G) naar de ringvormige constructie (12A) worden geleid, die is verbonden met de overkoepelende vakwerkconstructie (9C).The forces (Fg-x, Fg-y, Fg-z) and the torque (Mg-x) that are exerted from the ground on the drag head are transmitted to the torsion land via the truss structure (18M). The torsion land (see Figs. 33 and 35) has as its most important functions the transmission of the forces exerted thereon via the bars (18X) shown in Fig. 31 to the hollow annular structure (11C) and the collection of the torque (Mg-x) and the resulting angular rotation about the X-axis of the drag head. The forces can be guided via the annular structure (11C) and the columns (11B) via the springs (11G) to the annular structure (12A), which is connected to the overhanging framework structure (9C).
In de figuren 33, 34 en 35 is aangegeven dat de torsiegland is opgedeeld in twee gedeelten. Het voorste gedeelte is, bijvoorbeeld middels de staven (18M), van de vakwerkconstructie verbonden met de sleepkop.Figures 33, 34 and 35 indicate that the torsion land is divided into two parts. The front part is, for example by means of the bars (18M) of the truss construction connected to the drag head.
Het achterste gedeelte is verbonden met de ringvormige constructie (11C), middels bijvoorbeeld de staven (18X). Beide gedeelten kunnen onafhankelijk van elkaar draaien om de X-as. Teneinde deze draaiing te realiseren (zie ook figuur 33-Detail 1) zijn aan weerszijden van de ringvormige plaat (18T) bijvoorbeeld kunststofplaten (18U en 18W) opgenomen, die als axiale glijlagers opereren. Kunststofplaat (18U) is hierbij bijvoorbeeld verbonden met de ringvormige plaat (18T), die verbonden is met de cilinder (18S) van het voorste torsiegland gedeelte. Kunststofplaat (18W) is hierbij bijvoorbeeld verbonden met de achterste ringvormige plaat (18V), behorende tot het achterste torsiegland-gedeelte.The rear part is connected to the annular structure (11C), for example by means of the bars (18X). Both parts can rotate independently of each other about the X-axis. In order to realize this rotation (see also Figure 33-Detail 1), on both sides of the annular plate (18T), for example, plastic plates (18U and 18W) are included, which operate as axial slide bearings. Plastic plate (18U) is then connected, for example, to the annular plate (18T), which is connected to the cylinder (18S) of the front torsion land portion. Plastic plate (18W) is hereby connected, for example, to the rear annular plate (18V), belonging to the rear torsion land part.
De opvang van het torsiemoment (Mg-x) vindt plaats door in omtreksrichting tangentiële veren (18Q) op te nemen (zie ook figuur 34). De veren (18Q) zijn gefixeerd aan de - in het voorste torsiegland gedeelte opgenomen - balken (18P) en zijn onder een bepaalde voorspanning opgesloten in de uitsparingen van de in het achterste torsiegland-gedeelte opgenomen cilinder (18Y) (zie figuren 33, 34 en 35). De balken (18P) zijn hierbij verbonden met de eveneens in het voorste torsiegland gedeelte opgenomen cilindervormige plaat (18N) en cilinder (18S) (zie ook figuren 33, 34 en 35). Als zodanig kunnen het voorste gedeelte van de torsiegland, middels de balken (18P) en hiermee verbonden veren (18Q), en het achterste gedeelte van de torsiegland, middels de cilinder voorzien van uitsparingen (18Y), in axiale richting in elkaar worden geschoven.Tightening torque (Mg-x) is absorbed by receiving tangential springs (18Q) in circumferential direction (see also Figure 34). The springs (18Q) are fixed to the beams (18P) included in the front torsion land portion and are locked under a certain pre-stress in the recesses of the cylinder (18Y) received in the rear torsion land portion (see Figures 33, 34) and 35). The beams (18P) are connected to the cylindrical plate (18N) and cylinder (18S), which are also included in the front torsion land section (see also figures 33, 34 and 35). As such, the front part of the torsion land, by means of the beams (18P) and associated springs (18Q), and the rear part of the torsion land, by means of the cylinder provided with recesses (18Y), can be pushed together in axial direction.
Voor opvang van de radiale belasting tussen de balken (18P) en de van uitsparingen voorziene cilinder (18S) kunnen de balken (18P) aan de onderzijde eventueel zijn voorzien van een kunststof beschermingslaag.For absorbing the radial load between the beams (18P) and the cylinder (18S) provided with recesses, the beams (18P) may optionally be provided with a plastic protective layer on the underside.
In overeenstemming met de baggerunit (zie figuur 1) worden in de sleepkop- installatie identieke constructieve uitvoeringen en werkwijzen toegepast. Dit impliceert onder andere dat achtereenvolgens de vertikale verplaatsing van de sleepkoppen, de vertikale aandrukkracht op de sleepkoppen middels hydraulische cilinders (9A) en de opvang van stootvormige belasting op de sleepkoppen volgens identieke constructieve uitvoeringen en werkwijzen zijn uitgevoerd als uiteengezet in de baggerunit van figuur 1.In accordance with the dredging unit (see Figure 1), identical structural designs and methods are used in the drag head installation. This implies, among other things, that successively the vertical displacement of the drag heads, the vertical pressing force on the drag heads by means of hydraulic cylinders (9A) and the absorption of shock-like load on the drag heads according to identical structural embodiments and methods are carried out as set out in the dredging unit of Figure 1. .
Zuiginstallaties geïntegreerd in sleepkop constructieSuction systems integrated in drag head construction
Een mogelijke gunstige uitvoering van de zuiginstallatie aansluitend op de in de figuur 33 of 34 weergegeven sleepkop-zuigleidingen (18A-18B-18R-10D) is identiek aan de zuiginstallatie zoals weergegeven in figuur 8, vanaf het zuigleiding gedeelte (10D tot en met 10H). De werkwijze voor de vertikale verplaatsingen van de met de sleepkoppen verbonden zuigleidingen is identiek aan hetgeen voor het zuigleidingnetwerk van de graafwiei of drumcutter installaties is omschreven.A possible favorable embodiment of the suction installation connected to the drag head suction lines (18A-18B-18R-10D) shown in Figs. 33 or 34 is identical to the suction installation as shown in Fig. 8, from the suction line section (10D to 10H). ). The method for the vertical displacements of the suction lines connected to the drag heads is identical to that described for the suction line network of the digging wheel or drum cutter installations.
Vertikale en horizontale verplaatsing sleepkop- en zuiginstallatieVertical and horizontal displacement of drag head and suction installation
In analogie met de Bagger Unit uit figuur 1 is in figuur 36 de Baggerunit (exclusief verplaatsings-constructie (7) weergegeven met daarin opgenomen de constructieve uitvoeringen van de sleepkoppen (zie ook figuren 31 en 32). Bij een heen- en weergaande horizontale verplaatsing van de Baggerunit zijn twee vakwerken (9C) opgenomen waarin de sleepkoppen gegroepeerd naar sleeprichting naast elkaar zijn gepositioneerd (zie ook figuur 36). De werkwijze is hierbij zodanig dat afhankelijk van de sleeprichting met snelheid V de operationele (mengsel zuigende) sleepkoppen een vertikale aanzet naar beneden wordt opgelegd en de niet operationele sleepkoppen naar de bovenste vertikale stand staan gepositioneerd. Na omkering van de sleeprichting zullen de vertikale posities van de sleepkoppen zich in omgekeerde vertikale richting wijzigen. Zoals ook in het voorgaande bij de graafwiei- en drumcutter installaties aangegeven worden de vertikale verplaatsingen van de in de vakwerken (9G) opgenomen sleepkop-constructies gerealiseerd door de verplaatsing van de met de vakwerken verbonden kolommen (9B) die zijn verbonden met de aan weerszijden gepositioneerde hydraulische cilinders (9A).In analogy with the Dredging Unit from figure 1, the Dredging unit (excluding displacement structure (7) is shown in figure 36 with the structural versions of the drag heads included therein (see also figures 31 and 32). of the Dredging unit, two trusses (9C) are included in which the drag heads are grouped next to each other in the direction of towing (see also figure 36) The method is such that, depending on the towing direction with speed V, the operational (mixture of sucking) drag heads starts a vertical is placed downwards and the non-operational drag heads are positioned to the upper vertical position After reversing the drag direction, the vertical positions of the drag heads will change in the reverse vertical direction, as is also indicated in the foregoing for the digging wheel and drum cutter installations. the vertical movements of the tow included in the trusses (9G) head structures realized by the displacement of the columns (9B) connected to the trusses and connected to the hydraulic cylinders (9A) positioned on both sides.
Horizontale verplaatsing BaggerunitHorizontal movement of the dredging unit
Ondersteuning-Verplaatsingsconstructies BaggerunitSupport-Relocation constructions Dredging unit
De graaf- en zuiginstallaties van de baggerunit, die zijn opgenomen in de vakwerkconstructie (9C) en middels kolommen (9B) en hydraulische cilinders (9A) zijn gefixeerd in de doosconstructie (8C), kunnen via de, met de ondersteunings-constructie (8A) verbonden, kokervormige verplaatsingsconstructie (7 of 7A..7D) een horizontale verplaatsing in x-richting worden opgelegd (zie figuur 1).The dredging and suction installations of the dredging unit, which are included in the truss structure (9C) and are fixed in the box structure (8C) by means of columns (9B) and hydraulic cylinders (9A), can be connected to the supporting structure (8A). ) connected tubular displacement structure (7 or 7A..7D) a horizontal displacement in x-direction can be imposed (see figure 1).
In de figuur 1 kan worden afgelezen dat de doosconstructie (8C) is gepositioneerd op een ondersteuningsconstructie (8A) die is verbonden met een kokervormige horizontale verplaatsingsconstructie (7 / 7A..7D).In figure 1 it can be seen that the box structure (8C) is positioned on a support structure (8A) which is connected to a tubular horizontal displacement structure (7 / 7A..7D).
Een gunstige constructieve uitvoering van de verplaatsingsconstructie bestaat uit een kokerconstructie (7A), die uit oogpunt van sterkte en stijfheid, bijvoorbeeld zijn opgebouwd uit stijve plaatvormige kokers van driehoekige (zie figuur 1) dan wel uit cirkelvormige doorsneden (zie figuur 37). Een mogelijke verbinding tussen de kokers (7A) kan worden gerealiseerd door balkconstructies (7E), die aan de bovenzijde eventueel zijn voorzien van horizontale plateaus (7B, 7D) (zie figuur 1). De balkconstructies (7E) kunnen hierbij direct dan wel indirect, via omhullende plaatconstructies (7C), met de kokers (7A) worden verbonden (zie ook figuur 1).A favorable constructional design of the displacement structure consists of a tubular structure (7A) which, for reasons of strength and rigidity, are constructed, for example, from rigid plate-shaped tubes of triangular (see figure 1) or circular cross-sections (see figure 37). A possible connection between the tubes (7A) can be realized by beam constructions (7E), which may be provided with horizontal trays (7B, 7D) on the top side (see figure 1). The beam constructions (7E) can be connected directly or indirectly, via enveloping plate constructions (7C), to the tubes (7A) (see also figure 1).
De ondersteuningsconstructie (8A) ondersteunt de doosconstructie (8C). Voor de vertikale verplaatsing van de doosconstructie (8C) zijn op beide kokerconstructies (7A) van de verplaatsingsconstructie (7) direct of indirect op plateaus (7B), een aantal hydraulische cilinders (8B) gefixeerd die aan de bovenzijde van de zuigerstangen zijn verbonden met de doosconstructie (8C). De vertikale verplaatsing van de doosconstructie (8C) tezamen met de hieraan gekoppelde graafinstallatie heeft als voordeel dat er onderhoud en reparatie aan de ontgravings-middelen, waaronder bijvoorbeeld drumcutters (17) of graafwielen (16), kan worden uitgevoerd.The support structure (8A) supports the box structure (8C). For the vertical displacement of the box structure (8C) a number of hydraulic cylinders (8B) are fixed on both tube constructions (7A) of the displacement construction (7) directly or indirectly on trays (7B) which are connected at the top of the piston rods to the box construction (8C). The vertical displacement of the box construction (8C) together with the excavating installation coupled thereto has the advantage that maintenance and repair of the excavating means, including for example drum cutters (17) or excavating wheels (16), can be carried out.
Als gunstig alternatief voor plaatsing van constructie-elementen op de verplaatsings-constructie (7) kunnen horizontale plateaus (7B, 7D) worden aangebracht op achtereenvolgens de balkconstructies (7E) en de kokerconstructies (7A) (zie ook figuur 1).As a favorable alternative to placing construction elements on the displacement construction (7), horizontal platforms (7B, 7D) can be arranged on the beam constructions (7E) and the box constructions (7A) in succession (see also figure 1).
Verplaatsings constructie middels wielstellenDisplacement construction by means of wheel sets
Een mogelijke gunstige uitvoering voor geleiding van de in figuur 1 weergegeven verplaatsingsconstructie (7A..7E) in horizontale X-richting is in figuur 10 en 11 weergegeven. De kokerbalken of kokerprofielen (7A) zijn hiertoe aan de binnenzijde voorzien van in radiale en tangentiële richting verend ondersteunde wielstellen (19). Een verplaatsing van de kokerbalken (7A) impliceert eveneens een verplaatsing van de graaf- en zuiginstallaties. De graaf- en zuiginstallaties zijn middels de vakwerkconstructie (9C) en hierop aangesloten kolommen (9B) via de in de doosconstructie gefixeerde hydraulische cilinders (9A) gekoppeld aan de verplaatsingsconstructie (7A..E).A possible favorable embodiment for guiding the displacement structure (7A..7E) shown in Figure 1 in the horizontal X direction is shown in Figures 10 and 11. To this end, the box beams or box profiles (7A) are provided on the inside with wheel sets (19) which are resiliently supported in radial and tangential direction. A displacement of the box girders (7A) also implies a displacement of the digging and suction installations. The excavating and suction installations are coupled to the displacement construction (7A..E) via the truss structure (9C) and columns (9B) connected thereto via the hydraulic cylinders (9A) fixed in the box construction.
In de figuren 10,11,12,13,14 en 15 is een mogelijke gunstige uitvoering van verend opgestelde wielstellen (19) weergegeven, die krachten in zowel radiale- als tangentiële richtingen kunnen opvangen. Hierdoor zijn de wielstellen (19) in staat om krachten Fy in dwarsrichting en Fz in vertikale richting werkend op de in figuur 1 weergegeven ontgravingsmiddelen via de driehoekvormige kokerprofielen (7A) op te vangen.Figures 10, 11, 12, 13, 14 and 15 show a possible favorable embodiment of resiliently arranged wheel sets (19) which can absorb forces in both radial and tangential directions. As a result, the wheel sets (19) are able to absorb forces Fy in the transverse direction and Fz in the vertical direction acting on the excavating means shown in Figure 1 via the triangular box profiles (7A).
Hiertoe zijn aan de binnenzijde van de kokerprofielen (7A) van de verplaatsings-constructie (7) wielstellen (19) opgenomen, die evenredig verdeeld in omtreksrichting en op evenredige afstanden in lengterichting zijn gepositioneerd (zie figuren 10 en 15). Met als voorbeeld een driehoekvormig kokerprofiel (7A) kunnen als voorbeeld de afstanden tussen de hartlijnen van de wielstellen in omtreksrichting zodanig worden verdeeld dat de hartlijnen van de wielstellen overeenkomen met de zwaartelijnen van een gelijkzijdige driehoek (zie figuur 10). In figuur 10 is aangegeven dat de wielen (19N) (zie ook figuur 13) van de wielstellen (19) in longitudinale x-richting worden geleid over geleidingsbalken of - rails (1D), voorzien van bijvoorbeeld een rechthoekige doorsnede, die zijn bevestigd op de longitudinale balkelementen (1A). Eventueel kunnen de wielen (19N) in omtreksrichting aan de buitenzijde op de contactvlakken met de geleidingsbalken (1D) worden voorzien van kunststof voor realisering van betere roleigenschappen. Teneinde voldoende stijfheid te creëren ter plaatse van de geleidingsbalken (1D) kunnen ter ondersteuning van de geleidingsbalken (1D) platen (1 F) in radiale richting worden aangebracht en worden bevestigd tussen de omhullende platen (1A) en de horizontale buizen (1C). Mogelijk dat in plaats van radiale platen relatief kleine buizen (1G) kunnen worden toegepast die ter ondersteuning van de geleidingsbalken dienen en worden gefixeerd tussen de relatief grotere buizen (1C) en de omhullende platen (1A).For this purpose wheel sets (19) are arranged on the inside of the tube profiles (7A) of the displacement structure (7), which sets are proportionally distributed in the circumferential direction and at proportional distances in the longitudinal direction (see figures 10 and 15). With as an example a triangular box section (7A) the distances between the axes of the wheel sets in the circumferential direction can be distributed as an example so that the center lines of the wheel sets correspond to the centers of gravity of an equilateral triangle (see figure 10). Figure 10 indicates that the wheels (19N) (see also Figure 13) of the wheel sets (19) are guided in longitudinal x-direction over guide beams or rails (1D), for example provided with a rectangular cross-section, which are mounted on the longitudinal beam elements (1A). The wheels (19N) can optionally be provided with plastic in circumferential direction on the outside on the contact surfaces with the guide beams (1D) for realizing better rolling properties. In order to create sufficient rigidity at the location of the guide beams (1D), plates (1F) can be arranged in radial direction to support the guide beams (1D) and be fixed between the envelope plates (1A) and the horizontal tubes (1C). It is possible that relatively small tubes (1G) can be used instead of radial plates that serve to support the guide beams and are fixed between the relatively larger tubes (1C) and the envelope plates (1A).
Een gunstige uitvoeringsvorm van de constructie van de wielstellen (zie figuur 13) is gebaseerd op het feit dat het in longitudinale x-richting verplaatsbare wiel (19N) met inbegrip van veer-constructies (19L) in het lokale wielstel-assenstelsel in vertikale z'-richting verplaatsbaar is.A favorable embodiment of the construction of the wheel sets (see Figure 13) is based on the fact that the wheel (19N) displaceable in longitudinal x-direction, including spring structures (19L) in the local wheel set-axis system in vertical z ' direction is movable.
De veerconstructies (19L) zijn hierbij opgesloten tussen met de aslagers (19K) verbonden horizontale platen (19J) en horizontale platen (191), die beiden zijn verbonden met de vertikale platen (190). De vertikale platen (190) zijn verbonden met de in figuur 12 weergegeven stilstaande assen (19B) van de in dwarsrichting of lokale y’-richting verplaatsbare wielen (19A).The spring structures (19L) are herein enclosed between horizontal plates (19J) connected to the axle bearings (19K) and horizontal plates (191), both of which are connected to the vertical plates (190). The vertical plates (190) are connected to the stationary shafts (19B) of the wheels (19A) which are movable in the transverse direction or the local y 'direction, as shown in figure 12.
Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de constructie van de wielstellen (zie figuur 12) is zodanig dat de verplaatsbare wielen (19A) in combinatie met veerconstructies (19M) in het lokale wielstel-assenstelsel in dwarsrichting of y’-richting verplaatsbaar zijn. De assen (19B) van de wielen (19A) zijn hierbij middels de horizontale plaat (19F) met elkaar verbonden.A further favorable embodiment of the construction of the wheel sets (see figure 12) is such that the movable wheels (19A) in combination with spring constructions (19M) can be moved in the local wheel set-axis system in the transverse direction or in the y 'direction. The axles (19B) of the wheels (19A) are hereby connected to each other by means of the horizontal plate (19F).
De wielen (19A) die draaien om de lagers (19C) worden in dwarsrichting of y’-richting geleid over rails of balken (19D) van bijvoorbeeld rechthoekige doorsnede die zijn bevestigd aan de binnenzijde van het in figuur 10 weergegeven kokerprofiel (7A). De veerconstructies (19M) zijn ingeklemd tussen met de rails verbonden rechtopstaande platen (19E) en met de cilinders (19G) verbonden flenzen (19G). De cilinders (19G) zijn hierbij verbonden met de assen (19B).The wheels (19A) that rotate about the bearings (19C) are guided in the transverse direction or y 'direction over rails or beams (19D) of, for example, rectangular cross-section which are attached to the inside of the box section (7A) shown in Figure 10. The spring structures (19M) are sandwiched between upright plates (19E) connected to the rails and flanges (19G) connected to the cylinders (19G). The cylinders (19G) are connected to the shafts (19B).
Teneinde de wielstellen (19) in staat te stellen om een hoekverdraaiing van de framebalk (1A) om de z-as te kunnen weerstaan is in figuur 14 het wiel (19N) draaibaar in z-richting om een hoek ψ opgesteld. Naast de reeds bestaande vrijheidsgraden in de lokale y- en z-richtingen is als extra vrijheidsgraad voor het wiel (19N) aldus een rotatie ψ opgenomen. Hiertoe is het wiel (19N) opgesloten in de omhullende constructie, bestaande uit de platen (190 en 19P),die middels het lager (19Q) draaibaar is om de stilstaande as (19R) (zie figuur 14). De as (19R) is opgenomen in de plaat (19F) en de hieromheen gepositioneerde helixvormige veer (19S) met een bepaalde rotatiestijfheid, die enerzijds is gefixeerd aan de ronddraaiende bodemplaat (10P) en anderzijds is gefixeerd aan de plaat (19F) (zie ook figuur 12).In order to enable the wheel sets (19) to withstand an angular rotation of the frame beam (1A) about the z-axis, in figure 14 the wheel (19N) is rotatably arranged in z direction about an angle ψ. In addition to the already existing degrees of freedom in the local y and z directions, an additional degree of freedom for the wheel (19N) is thus included in a rotation ψ. To this end, the wheel (19N) is enclosed in the enclosing structure, consisting of the plates (190 and 19P), which is rotatable about the stationary axis (19R) by means of the bearing (19Q) (see figure 14). The shaft (19R) is received in the plate (19F) and the helical spring (19S) positioned around it with a certain rotational rigidity, which is fixed on the one hand to the rotating base plate (10P) and on the other hand fixed to the plate (19F) (see also figure 12).
Verplaatsingsconstructie middels rolconstructiesDisplacement construction by means of roller constructions
Een gunstige constructie uitvoering voor de geleiding van de framebalk (1A) naast de reeds omschreven wielen zijn de rolconstructies (zie figuur 16). In figuur 16 is weergegeven dat de geleidingsrollen (19T) op de zijden van de driehoekige doorsnede van de framebalk (1A) de framebalk ondersteunen en geleiden. De om de centerlijn onder hoek Θ draaibare geleidingsrollen kunnen worden uitgevoerd onder de vrijheidsgraden in radiale z-rchting en in tangentiële y-richting (zie figuur 17). De verplaatsingen in radiale z-rchting en tangentiële y-richting vinden plaats tegen de achtereenvolgende veerconstructies (19L) en (19M) in. De in tangentiële y-richting rollende wielen (19A) zijn qua opbouw identiek als in het voorgaande omschreven (zie ook figuur 12). Teneinde de rolconstructies (19T) in staat te stellen om een hoekverdraaiing ψ van de framebalk (1A) om de lokale z-as (in radiale richting) te kunnen weerstaan is in figuur 18 een vaststaande op de kokerbalkplaat (19W) gefixeerde as (19R) opgenomen, die is aangesloten op het lager (19Q), dat is gefixeerd op de om de vertikale as draaibare rechthoekvormige plaat (19V) onder hoek ψ. De draaiing van plaat (19V) vindt plaats tegen de aan de platen (19V) en (19W) gefixeerde helixvormige torsieveer (19S). De om de lokale z-as (in radiale richting) roterende rechthoekige plaat (19V) wordt ondersteund door de middels vertikale veren (19L) opgelegde wielen (19U). Op de draaibare rechthoekvormige plaat (19V) zijn de railsen gefixeerd waarlangs de in tangentiële y-richting afrolbare in totaal drie wielstellen (19A) kunnen afrollen.The roller constructions are a favorable construction for guiding the frame beam (1A) in addition to the wheels already described (see figure 16). Figure 16 shows that the guide rollers (19T) on the sides of the triangular section of the frame beam (1A) support and guide the frame beam. The guide rollers that can be rotated around the center line at an angle Θ can be designed under the degrees of freedom in the radial z direction and in the tangential y direction (see figure 17). The displacements in radial z-direction and tangential y-direction take place against the successive spring constructions (19L) and (19M). The wheels (19A) rolling in tangential y-direction are identical in construction to those described above (see also figure 12). In order to enable the roller structures (19T) to withstand an angular rotation ψ of the frame beam (1A) about the local z-axis (in radial direction), in figure 18 a fixed axis fixed on the box girder plate (19W) is (19R). ), which is connected to the bearing (19Q), which is fixed on the rectangular plate (19V) rotatable about the vertical axis at angle ψ. The rotation of the plate (19V) takes place against the helical torsion spring (19S) fixed to the plates (19V) and (19W). The rectangular plate (19V) rotating about the local z-axis (in radial direction) is supported by the wheels (19U) mounted by vertical springs (19L). The rails are fixed on the rotatable rectangular plate (19V) along which the tangential y-direction that can be rolled in a total of three sets of wheels (19A) can roll.
FramewerkFramework
Framebalken in FramewerkFrame bars in framework
In figuur 19 is het framewerk weergegeven met achtereenvolgens de hierin opgenomen framebalken (1A en 1B) en de ankerpontons (2) die de flexibele verbindingen vormen tussen de framebalken (1A en 1B). In figuur 10 is weergegeven dat de framebalken (1A) zijn voorzien van geleidingsbalken (1D) waarover de wielstellen (19) worden afgerold.Figure 19 shows the framework with successively the frame beams (1A and 1B) incorporated therein and the anchor pontoons (2) which form the flexible connections between the frame beams (1A and 1B). Figure 10 shows that the frame beams (1A) are provided with guide beams (1D) over which the wheel sets (19) are unrolled.
Gunstige uitvoeringsvormen van de framebalken zijn onder andere (holle) kokerprofielen van driehoekige doorsnede, waarvan de hoekpunten cirkelvormig zijn afgerond met een bepaalde straal, of (holle) kokerprofielen van cirkeivormige doorsnede. Een kokerprofiel van cirkelvormige doorsnede heeft gunstige eigenschappen met het oog op stijfheid en knik of plooistabiliteit. Een kokerprofiel van driehoekige doorsnede heeft omder andere als voordeel dat in de drijvende fase een betere stabilteit wordt verkregen. Een combinatie van driehoekige en cirkelvormige doorsneden kan worden gerealiseerd door zoals in figuur 10 aangegeven de framebalken (1A) uit te voeren als drie aan elkaar gelaste waterdichte horizontale holle kokerprofielen van cirkelvormige doorsnede (1C), die zijn verbonden middels staalplaten (1A), zodanig dat een driehoekig profiel ontstaat met een gunstiger stijfheid en knik- of plooistabiliteit.Favorable embodiments of the frame beams include (hollow) box sections of triangular cross-section, the angular points of which are circularly rounded with a specific radius, or (hollow) box sections of circle-shaped section. A tubular profile of circular cross-section has favorable properties in view of stiffness and buckling or bending stability. A tubular profile of triangular cross-section has the additional advantage that a better stability is obtained in the floating phase. A combination of triangular and circular cross-sections can be realized by designing the frame beams (1A) as shown in Figure 10 as three welded-together watertight horizontal hollow tube profiles of circular cross-section (1C), which are connected by steel plates (1A), such that a triangular profile is created with a more favorable stiffness and buckling or bending stability.
Ankerponton in FramewerkAnchor pontoon in framework
Een gunstige uitvoeringsvorm van de ankerpontons (2) bestaat uit een rechthoekige doosconstructie opgebouwd uit bijvoorbeeld een platen omhulsel waarin met het oog op voldoende sterkte, stijfheid en knikstabiliteit de noodzakelijke verstijvingen zijn opgenomen. De ankerpontons zijn onderverdeeld in twee compartimenten (2A en 2B), waarbij elk compartiment kan worden voorzien van gas of water (zie ook figuren 39, 40, 52, 53A en 57).A favorable embodiment of the anchor pontoons (2) consists of a rectangular box construction built up of, for example, a plate casing in which the necessary reinforcements are included in view of sufficient strength, stiffness and buckling stability. The anchor pontoons are subdivided into two compartments (2A and 2B), whereby each compartment can be supplied with gas or water (see also figures 39, 40, 52, 53A and 57).
De vier op de hoekpunten van het rechthoekig framewerk opgenomen ankerpontons (2) hebben als kenmerk dat er achtereenvolgens verplaatsbare schroef- of zuigankers (5), in vertikale richting verende slede-ondersteuningen (4) en thrusters (6A) met stuwkracht in vertikale richtingen of in het horizontale vlak over 360 graden draaibare thrusters (6B) met stuwkracht in horizontale richting zijn opgenomen (zie ook de figuren 19, 39 en 40).The four anchor pontoons (2) received at the corner points of the rectangular framework have consecutively displaceable screw or suction anchors (5), vertically resilient slide supports (4) and thrusters (6A) with thrust in vertical directions or thrusters (6B) that can be rotated through 360 degrees in the horizontal plane with thrust in the horizontal direction are included (see also figures 19, 39 and 40).
Water/gas-voorzienings procedure van ankerponton-compartimentenWater / gas supply procedure of anchor pontoon compartments
Een eerste gunstige inventieve methode voor het vullen van compartimenten in achtereenvolgens ankerpontons (2A en 2B), framebalken (1A en 1B), de ondersteuningsconstructie (8A) en doosvormige constructie (8C) met water of gas kan als volgt worden omschreven (zie ook figuur 50).A first favorable inventive method for filling compartments in successive anchor pontoons (2A and 2B), frame beams (1A and 1B), the support structure (8A) and box-shaped structure (8C) with water or gas can be described as follows (see also figure 50).
Middels een accumulator (A), voorzien van gas onder een druk p2 groter dan de omgevingsdruk p1, kan , na opening van de drukregelklep K5 (druk > omgevingsdruk p1) en klep K1, het water door bijvoorbeeld polytrope gasexpansie uit het betreffende compartiment worden geperst en via klep K3 naar de omgeving met druk p1 worden afgevoerd (Toestand 2). Het uitdrijven van het gas uit het compartiment vindt plaats onder gebruikmaking van een compressor C aangedreven door motor M1, die het gas na opening van klep K2 via de terugslagklep K6 naar de accumulator A perst. Nadat het gas bijvoorbeeld onder polytrope compressie is opgeslagen in de accumulator A onder druk p2 zal de druk van het resterende gas in het compartiment A lager zijn dan de omgevingsdruk p1 en zal het water vanuit de omgeving via klep K3 het compartiment vullen, waarbij het gas via de ontluchtingsklep K4 uit het compartiment kan worden verwijderd (Toestand 1).By means of an accumulator (A) provided with gas under a pressure p2 greater than the ambient pressure p1, after opening of the pressure control valve K5 (pressure> ambient pressure p1) and valve K1, the water can be pressed out of the respective compartment by, for example, polytrope gas expansion and via valve K3 are discharged to the environment with pressure p1 (Condition 2). The gas is expelled from the compartment using a compressor C driven by motor M1, which presses the gas after opening valve K2 via the non-return valve K6 to the accumulator A. After, for example, the gas has been stored under polytrope compression in the accumulator A under pressure p2, the pressure of the remaining gas in the compartment A will be lower than the ambient pressure p1 and the water from the environment will fill the compartment via valve K3, the gas can be removed from the compartment via the bleed valve K4 (Condition 1).
Om van Toestand 2 naar Toestand 1 te komen kan eventueel bij disfunctioneren van de compressor het gas uit het compartiment A worden verwijderd via ontluchtingsklep K4 onder gebruikmaking van een gestippeld weergegeven waterpomp (P1) die water na opening van klep K7 toevoert vanuit de omgeving met druk p1 en waarmee het complete compartiment kan worden voorzien van water met druk p1.To get from State 2 to State 1, if the compressor malfunctions, the gas can be removed from compartment A via vent valve K4 using a dotted water pump (P1) that supplies water after opening of valve K7 from the pressurized environment p1 and with which the entire compartment can be supplied with water with pressure p1.
Om van Toestand 1 naar Toestand 2 te komen bij disfunctioneren van de accumulator (A) en/of de drukregelklep K5 wordt de gestippeld weergegeven waterpomp (P 2) gebruikt voor uitdrijving van het water uit het compartiment naar de omgeving onder een druk groter dan de omgevingsdruk p1.To get from State 1 to State 2 when the accumulator (A) and / or the pressure control valve K5 malfunctions, the water pump (P 2) shown in dotted line is used to expel the water from the compartment to the environment at a pressure greater than the ambient pressure p1.
Een tweede gunstige inventieve methode (zie figuur 51) voor het vullen van compartimenten met water om te komen van Toestand 2 naar Toestand 1 is onder gebruikmaking van de waterpomp P1 na opening van klep K6 onder een druk p3 die juist hoger is dan de omgevingsdruk p1. Eventueel kan al het gas uit het compartiment worden verdreven middels de gestippeld weergegeven compressor C3 via de terugslagklep K5 naar de accumulator (A). Teneinde van Toestand 1 naar Toestand 2 te komen kan het water uit het compartiment worden uitgedreven onder gebruikmaking van waterpomp P2 na opening van klep K7 onder een druk p3 die juist hoger is dan de omgevingsdruk p1. Eventueel kan bij disfunctioneren van waterpomp P2 het gas naar het compartiment worden toegevoerd vanuit de accumulator (A) via de compressor C2 na opening van klep K1 onder een druk p3 juist hoger dan de omgevingsdruk, waarbij het water eventueel kan worden afgevoerd via de geopende klep K3.A second favorable inventive method (see Figure 51) for filling compartments with water to get from State 2 to State 1 is using the water pump P1 after opening valve K6 under a pressure p3 that is just higher than the ambient pressure p1 . Optionally, all the gas can be expelled from the compartment by means of the compressor C3 shown in broken lines via the non-return valve K5 to the accumulator (A). In order to move from State 1 to State 2, the water can be expelled from the compartment using water pump P2 after opening valve K7 under a pressure p3 that is just higher than the ambient pressure p1. In the event of malfunction of water pump P2, the gas can be supplied to the compartment from the accumulator (A) via the compressor C2 after opening of valve K1 under a pressure p3 just higher than the ambient pressure, whereby the water can optionally be discharged via the opened valve K3.
Schroefankers of Zuigankers in Ankerpontons FramewerkScrew anchors or suction anchors in anchor pontoons
Teneinde het framewerk te verankeren op de bodem van de watermassa zijn alle vier de ankerpontons voorzien van schroefankers (zie figuur 39) of zuigankers (zie figuur 40), waardoor een kinematisch gezien stijve framewerk-constructie wordt gerealiseerd (zie ook figuur 19). In de figuren 39, 40 en 41 is weergegeven dat de schroefankers of zuigankers in vertikale z-richting kunnen worden verplaatst door cilindervormige holle stijve buizen (5B) die middels bovenplaten (5A) met hydraulische cilinders (5C) zijn verbonden. De bovenplaten (5A) hebben aan de bovenzijde een opening, waardoor het buitenwater kan toestromen naar de buizen (5B), indien deze zich onder water bevindt. Eventueel kan de holle buis (5B) poreus worden uitgevoerd conform het gatenpatroon van de holle cilinder (4G) uit figuur 39. De hydraulische cilinders (5C) zijn hierbij gefixeerd in de ankerpontons (2) en de kokers (5B) kunnen in vertikale richting door de ankerpontons worden geleid. Teneinde de relatief geringe buigstijfheid van de hydraulische cilinderstangen van de hydraulische cilinders (5C) te ondervangen kan bijvoorbeeld om elke hydraulische cilinder (5C) een omhullende vertikale holle buis (5D) worden aangebracht die aan de bovenzijde is bevestigd aan de bovenplaat (5A). Indien het framewerk zich onder water bevindt kunnen de vertikale holle buizen (5D) van gaten worden voorzien ten behoeve van de uitstroming van water bij vertikale verplaatsing van de kokers (5B), in overeenstemming met de vormgeving van de holle buis (4G) in figuur 39.In order to anchor the framework to the bottom of the body of water, all four anchor pontoons are provided with screw anchors (see figure 39) or suction anchors (see figure 40), whereby a kinematically stiff framework structure is realized (see also figure 19). Figures 39, 40 and 41 show that the screw anchors or suction anchors can be moved in the vertical z direction by cylindrical hollow rigid tubes (5B) which are connected to hydraulic cylinders (5C) by means of top plates (5A). The top plates (5A) have an opening at the top, through which the outside water can flow to the tubes (5B) if it is under water. The hollow tube (5B) can optionally be made porous in accordance with the hole pattern of the hollow cylinder (4G) of figure 39. The hydraulic cylinders (5C) are hereby fixed in the anchor pontoons (2) and the tubes (5B) can be in the vertical direction guided through the anchor pontoons. In order to obviate the relatively low bending stiffness of the hydraulic cylinder rods of the hydraulic cylinders (5C), for example, an enveloping vertical hollow tube (5D) can be fitted around each hydraulic cylinder (5C) which is fixed at the top to the top plate (5A). If the framework is under water, the vertical hollow tubes (5D) can be provided with holes for the outflow of water upon vertical displacement of the tubes (5B), in accordance with the shape of the hollow tube (4G) in figure 39.
Schroefanker werkingsmechanismeScrew anchor working mechanism
De geometrie van het schroefanker bestaat uit een cilindervormige as (5K) waaromheen snijbladen (5G) volgens een bepaalde spoed zijn gewikkeld (zie figuur 44). De snijbladen (5G) kunnen worden voorzien van cuttertanden voor het snijden van de relatief hardere grondsoorten. Door de vast met de voetplaten (5F) verbonden grootkoppel en laag toerental motor (5E) wordt het schroefanker, middels koppeling van de hol uitgevoerde cilindervormige as (5K) met de aandrijfas (5L) van de motor, met een voor de grond passend toerental en aandrijfkoppel rondgedraaid en gelijktijdig middels de vertikale aandrukkracht van de omhullende cilindervormige buis (5B) de grond in geschroefd (zie figuur 39). In figuur 39 is weergegeven dat de voetplaten (5F) zijn verbonden met de omhullende cilindervormige buis (5B), die via bovenplaten (5A) is verbonden met de hydraulische cilinders (5C) waarmee de benodigde vertikale aandrukkracht kan worden gerealiseerd.The geometry of the screw anchor consists of a cylindrical axis (5K) around which cutting blades (5G) are wound according to a certain pitch (see figure 44). The cutting blades (5G) can be provided with cutter teeth for cutting the relatively harder soil types. Due to the large torque and low speed motor (5E) fixedly connected to the foot plates (5F), the screw anchor, by coupling the hollow cylindrical shaft (5K) with the drive shaft (5L) of the motor, becomes a ground-fitting speed and drive torque rotated and simultaneously screwed into the ground by means of the vertical pressing force of the enveloping cylindrical tube (5B) (see figure 39). Figure 39 shows that the foot plates (5F) are connected to the enveloping cylindrical tube (5B), which is connected via top plates (5A) to the hydraulic cylinders (5C) with which the required vertical pressing force can be realized.
Teneinde bij het snijden van zand in relatief grotere waterdiepten.te voorkomen dat de snijkrachten vanwege het dilatantie verschijnsel te groot worden tijdens de door het snijden ontstane onderdruk in de grond ter plaatse van de snijbladen (5G) en de belemmering van watertoestroming naar de snijbladen, is het in figuur 44 weergegeven jetwater-systeem opgenomen in de holle as (5K). Het middels de, in de holle as (5K) opgenomen, opgezogen water door de pomp (5H) wordt onder relatief hoge druk via de hierop aangesloten persleidingen (51 en 5J) naar de in omtreksrichting gepositioneerde gaten geperst. De constructieve uitvoering dient zodanig te zijn dat de toevoer van omgevingswater naar de ingang van de pomp ongehinderd moet kunnen plaatsvinden. Een mogelijk gunstige uitvoering hiervan is dat de omhullende holle as (5K), die is verbonden met de aandrijfas van de motor (5L), van voldoende gaten te voorzien voor realisering van de benodigde waterdoorlatendheid naar de pomp. Door deze watertoevoer onder hoge druk en grote uitstroomsnelheden ter plaatse van de gaten wordt voorkomen dat er vacüum ontstaat in bijvoorbeeld het te ontgraven zandvolume.In order to prevent the cutting forces from becoming too great during the cutting of sand in relatively larger water depths due to the dilatance phenomenon during the underpressure in the soil at the location of the cutting blades (5G) and the obstruction of water flow to the cutting blades, the jet water system shown in Figure 44 is included in the hollow shaft (5K). The water sucked up by the pump (5H), which is absorbed by the hollow shaft (5K), is pressed under relatively high pressure via the pressure pipes (51 and 5J) connected thereto to the holes positioned in the circumferential direction. The constructional design must be such that the supply of ambient water to the entrance of the pump must be able to take place without hindrance. A possible favorable embodiment of this is that the enveloping hollow shaft (5K), which is connected to the drive shaft of the motor (5L), is provided with sufficient holes for realizing the required water permeability to the pump. This water supply under high pressure and large outflow rates at the location of the holes prevents the creation of vacuum in, for example, the sand volume to be excavated.
Zuiganker werkingsmechanismeSuction anchor mechanism of action
Een alternatieve verankeringsmechanisme is door een zuiganker (38A) middels een bolscharnier(38B) te verbinden met de voetplaat (38C). Middels het bolscharnier (38B) wordt de mogelijkheid gecreëerd om in hellende bodemtaluds het zuiganker (38A) te positioneren (zie ook figuur 40). Het principe van het zuiganker is bekend en is gebaseerd op het creëren van een onderdruk binnen de zuiganker-cilinderruimte ten opzichte van het omringende water. De onderdruk binnen de cilinderruimte wordt gerealiseerd door het wegpompen van water uit de onderste cilinderruimte. onder gebruikmaking van een pomp.An alternative anchoring mechanism is by connecting a suction anchor (38A) to the base plate (38C) by means of a ball joint (38B). By means of the ball joint (38B) the possibility is created to position the suction anchor (38A) in inclined bottom slopes (see also figure 40). The principle of the suction anchor is known and is based on creating a negative pressure within the suction anchor cylinder space with respect to the surrounding water. The underpressure within the cylinder space is realized by pumping out water from the lower cylinder space. using a pump.
Bij relatief hardere grondsoorten kan gebruik worden gemaakt van de gunstige uitvoering voorgesteld in figuren 41 en 42. Middels een van tanden (38P) voorziene draaibare schijf (380) wordt de harde grond in omtreksrichting onder een hiervoor geschikt toerental uitgesleten. De draaibare schijf (380) wordt hierbij bijvoorbeeld via spaken (38N) aangedreven door een aandrijfas (38L) die is gekoppeld aan een motor (38E). Het axiaallager (38T) draait in twee aan weerszijden opgenomen stilstaande en met het zuiganker-omhulsel verbonden ringvormige lagerschijven (38J). De lagering van de aandrijfas (38L) vindt plaats middels de radiale lagers in de lagerhuizen (38G en 38F), waarvan de lagerhuizen aan de buitenzijde zijn gekoppeld aan de stilstaande holle cilinder (38H). Lagerhuis (38G) is opgenomen in een ringvormige schijf (38I), voorzien van traliewerk(38M). Lagerhuis (38F) is opgenomen in de bovenste ronde scheidingsplaat (38K) tussen de bovenste en onderste compartimenten. De lagerschijven (38J), de ringvormige schijf (38I) en de scheidingsplaat (38K) zijn allen gefixeerd aan de omhulende zuiganker cilinder (38A).With relatively harder types of soil, use can be made of the favorable embodiment shown in figures 41 and 42. By means of a rotatable disc (380P) provided with teeth (38P), the hard soil is worn in circumferential direction at a suitable speed for this purpose. The rotatable disc (380) is herein driven, for example, via spokes (38N) by a drive shaft (38L) which is coupled to a motor (38E). The axial bearing (38T) rotates in two stationary bearing discs (38J) which are received on either side and are connected to the suction anchor casing. The bearing of the drive shaft (38L) takes place by means of the radial bearings in the bearing housings (38G and 38F), the bearing housings of which are coupled on the outside to the stationary hollow cylinder (38H). Bearing housing (38G) is received in an annular disc (38I) provided with grille (38M). Bearing housing (38F) is included in the upper round partition plate (38K) between the upper and lower compartments. The bearing discs (38J), the annular disc (38I) and the separator plate (38K) are all fixed to the enveloping suction anchor cylinder (38A).
In figuren 41 en 42 kan worden afgelezen dat de vertikaal naar beneden gerichte aandrukkracht op de snijtanden (38P) via het bolscharnier en de voetplaat (38B en 38C) wordt uitgeoefend door de holle cilindervormige koker (5B) die via de bovenplaat (5A) is gekoppeld aan twee aan weerzijden hiermee verbonden hydraulische cilinders (5C). De onderdruk in het onderste compartiment wordt gerealiseerd door het wegpompen van water uit het onderste compartiment onder gebruikmaking van een in het bovenste compartiment opgestelde pomp (38D) en hiermee verbonden persleiding (38S) naar het omringende water (zie ook figuur 42). Toevoer van het omringende water onder omgevingsdruk naar het onderste compartiment wordt gerealiseerd door het openen van klep (38R) in het toevoerkanaal (38Q).In figures 41 and 42 it can be seen that the vertically downward pressing force on the incisors (38P) is exerted via the ball joint and the base plate (38B and 38C) by the hollow cylindrical sleeve (5B) which is via the top plate (5A) coupled to two hydraulic cylinders (5C) connected thereto on both sides. The underpressure in the lower compartment is realized by pumping water away from the lower compartment using a pump (38D) arranged in the upper compartment and a pressure line (38S) connected to it to the surrounding water (see also figure 42). Supply of the surrounding water under ambient pressure to the lower compartment is realized by opening the valve (38R) in the supply channel (38Q).
Ondersteuningsmechanisme in Ankerpontons van FramewerkSupport mechanism in Anchor pontoons from Framwerk
Voor horizontaal transport van het framewerk, bestaande uit de in figuur 19 weergegeven framebalken (1A en 1B) en ankerpontons (2), over het bodemtalud en voor de opvang van kinetische energie bij plaatsing van het framewerk op de waterbodem zijn alle ankerpontons (2) separaat voorzien van een ondersteunings-mechanisme (4). Een mogelijk gunstige uitvoering van het ondersteunings-mechanisme (4) is opgebouwd uit een onderstel, bestaande uit bijvoorbeeld al dan niet zelf aangedreven wielen of rupsbanden dan wel één slede (4A) (zie figuren 39 en 43) die het bodemtalud volgen. In figuur 39 is weergegeven dat voor opvang van een wisselende- of stootbelasting op de wielen, rupsbanden of sleden een veer (4C) is opgenomen die is ingeklemd tussen een plaat (4B) verbonden met het wielstel, rupsband of slede en een plaat (4E) verbonden met de holle vertikale cilinderkolom (4H). Voor een goede geleiding van het wielstel, rupsband of slede tijdens indrukking is de hiermee verbonden plaat (4B) verbonden met een holle cilinderbuis (4D) die aan de binnenzijde van de cilinderkolom (4H) vertikaal heen en weer kan schuiven. Middels hydraulische cilinders (4F) die zijn bevestigd aan plaat (4I), die is verbonden met het ankerponton (2), kan het geheel van wielstel, rupsband of slede en holle vertikale cilinderkolom (4H) een vertikale verplaatsing worden opgelegd. Hierbij zetten de hydraulische cilinders (4F) zich af tegen het al dan niet volledig met water gevulde ankerponton (2). De verplaatsbare holle cilinderkolom (4H) wordt tijdens de vertikale verplaatsing geleid door een vaststaande met platen (4I) en (4K) verbonden omhullende cilinderkolom (4J). Teneinde de buiging van de cilinderstangen (4N) te ondervangen worden de cilinderstangen (4N) verbonden met en omhuld door een van gaten voorziene buis (4G) die aan de buitenzijde om de hydraulische cilinder (4F) wordt geleid. Bijkomend voordeel hierbij is dat bij een stootvormige of wisselende belasting op de wielen, rupsbanden of slede door het in/uitstromende water in en uit de buis (4G) demping van het ondersteuningsmechanisme wordt gerealiseerd.For horizontal transport of the framework consisting of the frame beams (1A and 1B) and anchor pontoons (2) shown in figure 19, over the bottom slope and for the collection of kinetic energy when placing the framework on the water bottom, all anchor pontoons (2) are separately provided with a support mechanism (4). A possible favorable embodiment of the support mechanism (4) is made up of a chassis consisting of, for example, self-driven wheels or tracks or one carriage (4A) (see figures 39 and 43) that follow the bottom slope. Figure 39 shows that for absorbing an alternating or impact load on the wheels, tracks or carriages, a spring (4C) is included which is clamped between a plate (4B) connected to the wheel set, caterpillar track or slide and a plate (4E) ) connected to the hollow vertical cylinder column (4H). For good guidance of the wheel set, caterpillar track or carriage during compression, the plate (4B) connected thereto is connected to a hollow cylinder tube (4D) which can slide vertically back and forth on the inside of the cylinder column (4H). By means of hydraulic cylinders (4F) which are attached to plate (4I), which is connected to the anchor pontoon (2), the whole of the wheel set, caterpillar or carriage and hollow vertical cylinder column (4H) can be imposed vertically. The hydraulic cylinders (4F) hereby deposit against the anchor pontoon (2), which may or may not be completely filled with water. The displaceable hollow cylinder column (4H) is guided during the vertical displacement by a fixed envelope cylinder column (4J) connected to plates (4I) and (4K). In order to obviate the bending of the cylinder rods (4N), the cylinder rods (4N) are connected to and encased by a perforated tube (4G) which is guided on the outside around the hydraulic cylinder (4F). An additional advantage here is that in the event of a shock-like or varying load on the wheels, tracks or carriage, the support mechanism is dampened by the water flowing in and out of the tube (4G).
Een gunstige methode om rotatie van het wielstelstel of slede (4A) om de axiale z-as tegen te gaan wordt gerealiseerd door het tegenwerkend rotatiemoment van spiraalveer (4C), die aan beide uiteinden is gefixeerd aan de platen (4B en 4E).A favorable method to prevent rotation of the wheel set or carriage (4A) about the axial z-axis is realized by the opposite moment of rotation of coil spring (4C), which is fixed at both ends to the plates (4B and 4E).
Teneinde het framewerk zowel boven als onder water een zijdelingse in y-richting werkende verplaatsing te laten ondergaan kunnen extra ondersteunings mechanismen worden opgenomen in het ankerponton (2), waaronder bijvoorbeeld wielen (4A-3 en 4A-4) of sleden (4A-1 en 4A-2) zoals aangegeven in figuur 43. Ook andere geleidingssystemen, waaronder rupsbanden die het bodemtalud kunnen volgen kunnen worden ingezet. Voor de overgang van de longitudinale verplaatsing in x-richting naar de zijdelingse beweging in y-richting en vice versa kunnen de wielen (4A-3 en 4A-4) en sleden (4A-1 en 4A-2) (zie figuur 43) dan wel rupsbanden middels hydraulische cilinders 4F-1,4F-2, 4F-3 en 4F-4 afwisselend vertikaal worden verplaatst.In order to allow the framework to undergo a lateral, y-directional displacement both above and below water, additional support mechanisms can be incorporated in the anchor pontoon (2), including, for example, wheels (4A-3 and 4A-4) or slides (4A-1). and 4A-2) as shown in Figure 43. Other guidance systems, including tracks that can follow the bottom slope, can also be used. For the transition from the longitudinal movement in the x-direction to the lateral movement in the y-direction and vice versa, the wheels (4A-3 and 4A-4) and slides (4A-1 and 4A-2) can be used (see figure 43) or caterpillar tracks are alternately vertically displaced by hydraulic cylinders 4F-1,4F-2, 4F-3 and 4F-4.
Flexibiliteit FramewerkFlexibility Framework
In figuur 37 zijn de kinematische vrijheidsgraden van de in het framewerk opgenomen componenten, waaronder ankerpontons (2), framebalken (1A en 1B) verplaatsingsmechanisme van de baggerunit (7) en sleden (4) weergegeven. Een mogelijke uitvoeringsvorm van het framewerk (zie figuur 37) bestaat uit een viertal balkelementen (1A en 1B) die aan de uiteinden middels bolscharnieren (1C), koppelstukken (1D) en veren (1E) met de ankerpontons (2) zijn verbonden. De bolscharnieren (1C) laten hierbij gelimiteerde hoekvedraaiingen (φ2, Θ2, ψ2) van de balkelementen (1A en 1B) ten opzichte van de ankerpontons (2) toe. De verplaatsingen van de ankerpontons in het horizontale xy-vlak ten gevolge van de in- of uitdrukking van veerelementen (1E) bedraagt X2 en Y2. Teneinde de sleden (4A) in staat te stellen de contouren van het bodemoppervlak goed te volgen worden aan de sleden kinematische vrijheidsgraden (x, y, z, φ, θ, ψ) toegekend.Figure 37 shows the kinematic degrees of freedom of the components included in the framework, including anchor pontoons (2), frame beams (1A and 1B) displacement mechanism of the dredging unit (7) and slides (4). A possible embodiment of the framework (see figure 37) consists of four beam elements (1A and 1B) which are connected at the ends by means of ball joints (1C), connecting pieces (1D) and springs (1E) to the anchor pontoons (2). The ball hinges (1C) hereby allow limited angle turns (φ2, Θ2, ψ2) of the beam elements (1A and 1B) relative to the anchor pontoons (2). The displacements of the anchor pontoons in the horizontal xy plane due to the in or expression of spring elements (1E) is X2 and Y2. In order to enable the carriages (4A) to properly follow the contours of the bottom surface, the carriages are assigned kinematic degrees of freedom (x, y, z, φ, θ, ψ).
De verplaatsingen en rotaties van een slede (4) bestaat achtereenvolgens uit een superpositie van de verplaatsingen (X2, Y2) en rotaties (φ2, Θ2, ψ2) van het ankerponton (2) en vertikale verplaatsingen (Z4V) van het veerelement (4C) en (Z4H) van de hydraulische cilinder (4F).The displacements and rotations of a carriage (4) consist of a superposition of the displacements (X2, Y2) and rotations (φ2, Θ2, ψ2) of the anchor pontoon (2) and vertical displacements (Z4V) of the spring element (4C) and (Z4H) of the hydraulic cylinder (4F).
Vanwege de kinematische vrijheidsgraden (x, y, z φ, θ, ψ) van de sleden (4A) worden de sleden in staat gesteld bij horizontale verplaatsingen van het framewerk de contouren van het bodemoppervlak goed te volgen. Bovendien zullen de buigende momenten ter plaatse van de ankerpontons (2) door de flexibilitieit van het framewerk sterk worden gereduceerd. De verplaatsingen (Y7, Z7) en hoekverdraaiingen (φ7, Θ7, ψ7) van de verplaatsingsconstructie (7) worden gerealiseerd door de in figuur 10 weergegeven translerende en roterende verende wielstellen of rollen (19) en een longitudinale verplaatsing (X7) door toedoen van de staalkabels (3B).Due to the kinematic degrees of freedom (x, y, z φ, θ, ψ) of the slides (4A), the slides are enabled to follow the contours of the bottom surface well when horizontal movements of the framework are made. Moreover, the bending moments at the anchor pontoons (2) will be greatly reduced by the flexibility of the framework. The displacements (Y7, Z7) and angular displacements (φ7, Θ7, ψ7) of the displacement structure (7) are realized by the translating and rotating spring wheel sets or rollers (19) shown in Figure 10 and a longitudinal displacement (X7) due to the steel cables (3B).
Vormvastheid FramewerkForm stability
De vormvastheid van het rechthoekige framewerk zal met inbegrip van de kinematische vrijheidsgraden van het framewerk worden gewaarborgd door een verende verbinding te creëren tussen de combinaties van framebalken (1B) en ankerpontons (2) enerzijds en verplaatsingsconstructie (7A) anderzijds. In de figuren 1 en 2 is weergegeven hoe de verende verbinding tot stand wordt gebracht door de verplaatsingsconstructie (7A t/m 7E) met voorgespannen staalkabels van lieraandrijvingen (3A) aan weerszijden te verbinden met op de framebalken (1B) en ankerpontons (2) van het framewerk gefixeerde lieren (3A). In figuur 38 is schematisch weergegeven welke veerkrachten Fx-v in X-richting werken op het in een parallelogram vervormde framewerk. Het totale terugwerkende moment dat het vervormde parallelogram framewerk wil terugdraaien naar het originele rechthoekige framewerk is de sommatie Mz1 = In (Fx-v * y). van n kabels of veren, waarbij Fx-v = Fx-v(Cv1, φ, y) de veerkracht per kabel voorstelt die een functie is van de veerstijfheid Cv1 van de kabel, de hoekverdraaing φ van het parallelogram en y de positie van de kabel of veer ten opzichte van de centerlijn van het framewerk. Voor de in figuur 38 weergegeven symmetrische veeropstelling, ten opzichte van de x- en y-assen, is de veerkracht per kabel of veer bij een relatief kleine hoekverdraaiing φ is gelijk aan Fx-v = Cv1 *y*9-The dimensional stability of the rectangular framework, including the kinematic degrees of freedom of the framework, will be guaranteed by creating a resilient connection between the combinations of frame beams (1B) and anchor pontoons (2) on the one hand and displacement construction (7A) on the other. Figures 1 and 2 show how the resilient connection is established by connecting the displacement construction (7A to 7E) with prestressed steel cables of winch drives (3A) on both sides to on the frame beams (1B) and anchor pontoons (2) winches fixed to the framework (3A). Figure 38 shows schematically which spring forces Fx-v act in the X direction on the framework deformed in a parallelogram. The total retroactive moment that the distorted parallelogram framework wants to turn back to the original rectangular framework is the summation Mz1 = In (Fx-v * y). of n cables or springs, where Fx-v = Fx-v (Cv1, φ, y) represents the spring force per cable that is a function of the cable's spring stiffness Cv1, the angular displacement φ of the parallelogram and y the position of the cable or spring in relation to the center line of the framework. For the symmetrical spring arrangement shown in Figure 38, relative to the x and y axes, the spring force per cable or spring with a relatively small angular rotation φ is equal to Fx-v = Cv1 * y * 9-
De in de figuren 1 en 2 weergegeven verplaatsingsconstructie (7) met daarin opgenomen de holle kokerconstructies (7A) zullen middels de hierin opgenomen verend opgestelde wielstellen (19) (zie ook figuur 11) een reactiemoment Mz2 veroorzaken die de vervorming van het rechthoekige naar het parallelogram-vormige framewerk zullen tegenwerken (zie ook figuur 38).The displacement structure (7) shown in figures 1 and 2 with the hollow tube constructions (7A) incorporated therein will, by means of the resiliently arranged wheel sets (19) (see also figure 11), cause a reaction moment Mz2 which deforms from the rectangular to the parallelogram-shaped framework will counteract (see also figure 38).
Afhankelijk van de positie en verdraaiing van de verplaatsingconstructie (7) en de hiermee verbonden Bagger Unit kunnen de reactiekrachten of momenten die door de verende wielstellen (19) op de framebalken (1A) worden uitgeoefend als volgt worden afgeleid.Depending on the position and rotation of the displacement structure (7) and the connected Dredging Unit, the reaction forces or moments exerted by the resilient wheel sets (19) on the frame beams (1A) can be deduced as follows.
Bij een hoekverdraaing φ van de verplaatsingsconstructie (7) is het totale terugwerkende moment de sommatie Mz2 = Zm (F’y-v * x’-v) voor m verende wielstellen (19), waarbij F’y-v = F’y-v(Cv2, φ,χ’-ν) = Cv2 * φ * x’-v de veerkracht per wielstel voorstelt, die een functie is van de veerstijfheid Cv2 van de m verende wielstellen, de hoekverdraaiing φ en de afstand x’-v tot de hartlijn van de verplaatsingsconstructie. Met als voorbeeld een lineaire continue krachtverdeling over de verplaatsingsconstructie zal het totale terugwerkende veermoment Mz2 vanuit de wielstellen op de verplaatsingsconstructie (7) in figuur 38 worden voorgesteld als Mz2 = 2 F’y-bu * X’-bu, waarbij F’y-bu de resultante van de veerkrachten F’y-v die door de verende wielstellen (19) op de verplaatsings-constructie (7) worden uitgeoefend en X’bu de afstand van de resulterende veerkracht F’y-bu tot het rotatiepunt O voorstelt. Indien de verplaatsingsconstructie (7) op zijn bestaande positie blijft zal ten gevolge van de vervorming van het framewerk (1A en 1B) van rechthoekig naar parallelogram de in veerindrukking van de wielstellen in y-richting gelijk zijn aan h/2 * (1 - cos φ). De reactiekracht per wielstelveer aan weerszijden op de framebalken (1A) is gelijk aan F1y-bu == Cv2 * h/2 * (1 -cos φ), waarbij Cv2 de veerstijfheid is van elk wielstel. Eenzelfde beredenering is geldig indien in plaats van wielstellen rollen worden toegepast.With an angular displacement φ of the displacement structure (7), the total retroactive moment is the summation Mz2 = Zm (F'y-v * x'-v) for m-sprung wheel sets (19), where F'y-v = F'y -v (Cv2, φ, χ'-ν) = Cv2 * φ * x'-v represents the spring force per wheel set, which is a function of the spring stiffness Cv2 of the m-sprung wheel sets, the angular rotation φ and the distance x'- v to the center line of the displacement structure. With as an example a linear continuous force distribution over the displacement structure, the total retroactive spring moment Mz2 from the wheel sets on the displacement structure (7) in Figure 38 will be represented as Mz2 = 2 F'y-bu * X'-bu, where F'y- bu the resultant of the spring forces F'y-v exerted by the spring wheel sets (19) on the displacement structure (7) and X'bu represents the distance of the resulting spring force F'y-bu from the point of rotation O. If the displacement structure (7) remains in its existing position, as a result of the deformation of the framework (1A and 1B) from rectangular to parallelogram, the spring compression of the wheel sets in the y-direction will be equal to h / 2 * (1 - cos φ). The reaction force per wheel set spring on either side on the frame bars (1A) is equal to F1y-bu == Cv2 * h / 2 * (1 -cos φ), where Cv2 is the spring stiffness of each wheel set. The same reasoning is valid if rollers are used instead of wheel sets.
In geval de ankerpontons zijn verankerd middels de schroef- of zuigankers ontstaat een zeer stijf en vormvast framewerk.In case the anchor pontoons are anchored by means of the screw or suction anchors, a very rigid and dimensionally stable framework is created.
Telescopische constructieTelescopic construction
Werkwijze Telescopische constructieWorking method Telescopic construction
Teneinde een grotere vertikale verplaatsing van de ontgravingsmiddelen te realiseren worden de graafinstallaties, onder andere bestaande uit graafwielen (16) of drumcutters (17) opgenomen in een telescopische constructie (zie ook figuren 45, 46, 47, 48). Een mogelijke uitvoering van de telescopische constructie bestaat bijvoorbeeld uit een buitenste holle rechthoekige doosconstructie (23) en een binnenste holle rechthoekige doosconstructie (8) die aan de onderzijde is verbonden met de doosconstructie (8C) waarin de graaf- (16 of 17) en zuiginstallaties (10) zijn opgenomen. Hierbij geldt dat alle doosconstructies eveneens kunnen worden uitgevoerd als vakwerkconstructies, hetgeen zowel materiaalbesparing dan wel een lagere waterweerstand tijdens het baggerproces oplevert. De doosconstructie (8C), waarin de graafinstallatie (16 of 17) via kolommen (9B) en hydraulische cilinders (9A) zijn opgenomen, is verbonden met de telescoop-constructie middels hydraulische cilinders (22). In figuur 49 is in detail de hydraulische cilinder (22) weergegeven. De cilinders (22) zijn aan de bovenzijde middels vertikale (in z-richting verplaatsbare) veerconstructies (22H) verbonden met de buitenste doosconstructie (23) van de telescoopconstructie. Aan de onderzijde zijn de cilinders (22) middels een in het horizontale vlak (in x- en y-richtingen) verplaatsbare box (zie figuur 49-componenten 22C,D,E,F) verbonden met de in de figuren 45, 46 en 47 weergegeven doosconstructie (8C) van de graafinstallaties (16 of 17). Op deze wijze kunnen zowel vertikale als horizontale bewegingen van de graafinstallaties (16 of 17) in x, y en z-richtingen worden opgevangen. Teneinde de dwarskrachten en buigende momenten vanuit de graafinstallaties (16 of 17) op de zuigerstangen (22A) direct door te leiden naar de hydraulische cilindermantel (22A) is een met de zuigerstangen verbonden holle buis (22B) opgenomen om de hydraulische cilindermantel (22A) (zie ook figuur 49).Teneinde de in- en uitstroming van het omringende water te realiseren is de holle buis (22B) voorzien van een gatenpatroon, vergelijkbaar met de omhullende holle buizen (4G) zoals weergegeven in figuur 39. Een dergelijke constructie van holle om de cilindermantel omhullende van gatenpatroon voorziene buizen (22B) kan eveneens worden opgenomen in omhullende buizen (24C) om de hydraulische cilinders (24A) (zie figuren 45 en 46).In order to realize a greater vertical displacement of the excavating means, the excavating installations, including consisting of excavating wheels (16) or drum cutters (17), are accommodated in a telescopic construction (see also figures 45, 46, 47, 48). A possible embodiment of the telescopic structure consists, for example, of an outer hollow rectangular box structure (23) and an inner hollow rectangular box structure (8) which is connected at the bottom to the box structure (8C) in which the digging (16 or 17) and suction installations (10) are included. It applies here that all box constructions can also be designed as half-timbered structures, which results in both material saving or a lower water resistance during the dredging process. The box construction (8C), in which the digging installation (16 or 17) is accommodated via columns (9B) and hydraulic cylinders (9A), is connected to the telescope construction by means of hydraulic cylinders (22). Figure 49 shows the hydraulic cylinder (22) in detail. The cylinders (22) are connected at the top by vertical (displaceable in z direction) spring structures (22H) to the outer box construction (23) of the telescope construction. At the bottom, the cylinders (22) are connected by means of a box displaceable in the horizontal plane (in x and y directions) (see Figure 49 components 22C, D, E, F) to the ones shown in Figures 45, 46 and 47 box construction (8C) of the excavating installations (16 or 17) shown. In this way, both vertical and horizontal movements of the excavating installations (16 or 17) in x, y and z directions can be absorbed. In order to direct the transverse forces and bending moments from the excavators (16 or 17) on the piston rods (22A) directly to the hydraulic cylinder jacket (22A), a hollow tube (22B) connected to the piston rods is received around the hydraulic cylinder jacket (22A) (see also figure 49). In order to realize the inflow and outflow of the surrounding water, the hollow tube (22B) is provided with a hole pattern, similar to the enveloping hollow tubes (4G) as shown in figure 39. Such a construction of Hollow tubes (22B) encased around the cylinder shell can also be accommodated in envelopes (24C) around the hydraulic cylinders (24A) (see Figures 45 and 46).
Voor een relatieve vertikale verplaatsing van de telescoop-constructie ten opzichte van de ondersteuningsconstructie (20) zijn hydraulische cilinders (24) opgenomen (zie figuren 45 en 47). De hydraulische cilinders (24) zijn ingeklemd en opgenomen in de ondersteunings-constructie (20). De zuigerstang (24A) is aan de bovenzijde verbonden met de telescoop-constructie middels een veerconstructie (24B). De veerconstructie (24B) is hierbij, in analogie met buis (22B),verbonden met een van gaten voorziene holle buis (24C) die eveneens wordt toegepast voor doorleiding van de dwarskrachten en buigende momenten vanuit de op de zuigerstang (24A) aangesloten buitenste doosconstructie (23) naar de cilindermantel (24A). Teneinde de relatieve vertikale verplaatsingen van de doosconstructies (8) en (23) ten opzichte van elkaar op stabiele wijze te laten plaatsvinden zijn in het vertitale vlak (in x- en z-richtingen) verende geleidingswielen (19A en 19B) of verende cilindervormige geleidingsrollen opgenomen aan de buitenzijde van de binnenste doosconstructie (8) (zie ook figuren 45 en 47). In de figuren 47 en 48 is weergegeven dat de geleidingswielen (19A en 19B) of geleidingsrollen in omtreksrichting en hoogte verdeeld zijn, waarbij de geleidingswielen (19B) langs vertikale geleidingsprofielen (19D), bevestigd aan de binnenzijde van de buitenste doosconstructie (23), kunnen afrollen.For a relative vertical displacement of the telescope structure relative to the support structure (20), hydraulic cylinders (24) are included (see Figures 45 and 47). The hydraulic cylinders (24) are clamped and received in the support structure (20). The piston rod (24A) is connected at the top to the telescope construction by means of a spring construction (24B). The spring structure (24B) is here connected, in analogy with tube (22B), to a hollow tube (24C) provided with holes, which is also used for passing through the transverse forces and bending moments from the outer box structure connected to the piston rod (24A) (23) to the cylinder jacket (24A). In order for the relative vertical displacements of the box structures (8) and (23) relative to each other to take place in a stable manner, resilient guide wheels (19A and 19B) or resilient cylindrical guide rollers are arranged in the vertical plane (in x and z directions) included on the outside of the inner box structure (8) (see also figures 45 and 47). Figures 47 and 48 show that the guide wheels (19A and 19B) or guide rollers are distributed in circumferential direction and height, the guide wheels (19B) being arranged along vertical guide profiles (19D) attached to the inside of the outer box structure (23), can unroll.
De verende geleidingswielen (19A,B,C) zijn hierbij identiek aan de verende geleidingswielen zoals weergegeven in de figuren 12 en 13 en zijn zodanig uitgevoerd dat zij middels veerconstructies relatieve bewegingen in het horizontale vlak (in x- of y-richtingen) kunnen opvangen.The resilient guide wheels (19A, B, C) are herein identical to the resilient guide wheels as shown in Figs. 12 and 13 and are designed in such a way that they can accommodate relative movements in the horizontal plane (in x or y directions) by means of spring constructions. .
Indien voor de geleiding verende cilindervormige rollen worden toegepast zullen deze identiek zijn aan de verende cilinderrollen zoals weergegeven in figuur 17.If resilient cylindrical rollers are used for guiding, these will be identical to the resilient cylinder rollers as shown in Fig. 17.
De cilindrische rollen kunnen eveneens middels veerconstructies relatieve bewegingen in het horizontale vlak (in x- of y-richtingen) opvangen.The cylindrical rollers can also accommodate relative movements in the horizontal plane (in x or y directions) by means of spring constructions.
Soortgelijke constructieve uitvoeringen kunnen worden uitgevoerd tijdens de relatieve vertikale verplaatsingen van de buitenste doosconstructie (23) in de rechthoekige moonpool-constructie van de ondersteuningsconstructie (20). De verende geleidingwielen (19C) of verende geleidingsrollen kunnen hierbij bijvoorbeeld worden bevestigd aan de in figuur 45 voorgestelde rechthoekige moonpool-constructie van de ondersteuningsconstructie (20). De moonpool-constructie is in figuur 5 weergegeven als een uitsparing in de ondersteunings-constructie omgeven door de balkconstructies. De geleidingsprofielen (19E) waarlangs de geleidingswielen (19C) afrollen zijn in dit geval bevestigd aan de buitenzijden van de buitenste doosconstructie (23) (zie ook figuren 47 en 48).Similar structural embodiments can be performed during the relative vertical displacements of the outer box structure (23) in the rectangular moonpool structure of the support structure (20). The resilient guide wheels (19C) or resilient guide rollers can in this case, for example, be attached to the rectangular moonpool structure of the supporting structure (20) shown in Figure 45. The moonpool structure is shown in Figure 5 as a recess in the support structure surrounded by the beam structures. The guide profiles (19E) along which the guide wheels (19C) unroll are in this case attached to the outer sides of the outer box construction (23) (see also figures 47 and 48).
De verschillende stappen die worden doorlopen voor de vertikale naar beneden gerichte verplaatsing van de ontgravingsmiddelen zijn weergegeven in de figuren 45 en 46.The various steps which are followed for the vertical downward movement of the excavating means are shown in Figures 45 and 46.
Stap 1 - Hoogste stand ontgravingsmiddelen.Step 1 - Highest level of excavators.
Stap 2 - Vertikale omlaag gerichte verplaatsingen zuigerstangen (24A) van hydraulische cilinders (24) gefixeerd op de ondersteuningsconstructie (20).Step 2 - Vertical downward movements of piston rods (24A) of hydraulic cylinders (24) fixed on the support structure (20).
Stap 3 - Vertikaal omlaag gerichte verplaatsingen zuigerstangen van hydraulische cilinders (24) op de ondersteuningsconstructie (20) in combinatie met de vertikale naar beneden gerichte verplaatsingen van zuigerstangen (22A) van de hydraulische cilinders (22) verbonden met zowel de bovenzijde van de vakwerkconstructie (23C) behorende tot de buitenste holle doosconstructie (23A) alsmede de doosconstructie (8C) van de graafinstallaties (16 of 17).Step 3 - Vertical downward movements of piston rods of hydraulic cylinders (24) on the support structure (20) in combination with the vertical downward movements of piston rods (22A) of the hydraulic cylinders (22) connected to both the upper side of the truss structure ( 23C) belonging to the outer hollow box construction (23A) as well as the box construction (8C) of the excavating installations (16 or 17).
Stap 4 - Laagste stand ontgravingsmiddelen. Vertikaal omlaag gerichte verplaatsingen van achtereenvolgens de zuigerstangen (24A) van de hydraulische cilinders (24) op de ondersteuningsconstructie (20), in combinatie met de vertikale naar beneden gerichte verplaatsingen van zuigerstangen (22A) van de hydraulische cilinders (22) en de zuigerstangen van de hydraulische cilinders (9A) gepositioneerd op de doosconstructie (8C) van de graafinstallatie (16 of 17).Step 4 - Lowest level of excavation resources. Vertical downward movements of the piston rods (24A) of the hydraulic cylinders (24) on the support structure (20), in combination with the vertical downward movements of piston rods (22A) of the hydraulic cylinders (22) and the piston rods of the hydraulic cylinders (9A) positioned on the box structure (8C) of the excavator (16 or 17).
Realisering van naar boven gerichte verplaatsingen van de ontgravingsmiddelen vindt plaats middels de omgekeerde stappenvolgorde (van stap 4 naar stap 1).Realization of upward movements of the excavating means takes place by means of the reverse step sequence (from step 4 to step 1).
In figuur 46 is voor stap 4 het krachtenspel weergegeven dat vanuit de grondreactie krachten werkend op de ontgravingsmiddelen, waaronder drumcutters (17) of graafwielen (16), worden doorgevoerd in de telescopische constructie.Figure 46 shows for step 4 the force play that forces acting on the excavation means, including drum cutters (17) or digging wheels (16), are fed into the telescopic structure from the ground reaction.
In figuur 46 zijn de resulterende krachten Fx-g en Fz-g weergegeven die werken op de graafinstallatie en telescopische installatie. De horizontale grondreactiekrachten Fx-g worden deels via de zijwanden van de doosconstructies (8D) en (23) via verende geleidingswielen of verende cilindrische geleidingsrollen (19A) en (19C) doorgeleid naar de ondersteuningsconstructie (20) en deels via de hydraulische cilinders (22) aan de bovenzijde via de bovenzijde van de vakwerkconstructie (23C) doorgeleid naar de hierop aangesloten hoofdcilinders (24), die aan de bovenzijde middels vertikale veren (24B) op de ondersteunings-constructie (20) zijn gepositioneerd. Eventueel kunnen voor opvang van de horizontale grondreactiekrachten Fx-g de hydraulische cilinders (24) aan de onderzijde kinematische vrijheidsgraden inclusief veerstijfheden in het horizontale xy-vlak ter plaatse van de ondersteuningsconstructie (20) worden toegekend. De vertikale grondreactiekrachten Fz-g worden via de achtereenvolgende hydraulische cilinders (9A), (22A en 24A) opgevangen en middels veerconstructies (22H) eveneens via de bovenzijde van de vakwerkconstructie (23C) doorgeleid naar de hierop aangesloten hoofdcilinders (24). Het moment ten gevolge van de horizontale grondreactiekrachten Fx-gr wordt opgevangen door de vertikale reactiekrachten Fz-hc werkend op de veerconstructie (24B) van de hoofdcilinders (24).Figure 46 shows the resulting forces Fx-g and Fz-g that operate on the excavation and telescopic installations. The horizontal ground reaction forces Fx-g are passed partly via the side walls of the box structures (8D) and (23) via resilient guide wheels or resilient cylindrical guide rollers (19A) and (19C) to the support structure (20) and partly via the hydraulic cylinders (22 passed through the top side of the truss structure (23C) at the top to the main cylinders (24) connected thereto, which are positioned at the top by means of vertical springs (24B) on the support structure (20). Optionally, for accommodating the horizontal ground reaction forces Fx-g, the hydraulic cylinders (24) on the underside can be assigned kinematic degrees of freedom including spring stiffnesses in the horizontal xy plane at the location of the supporting structure (20). The vertical ground reaction forces Fz-g are collected via the successive hydraulic cylinders (9A), (22A and 24A) and through spring structures (22H) also passed through the top of the truss structure (23C) to the main cylinders (24) connected thereto. The moment due to the horizontal ground reaction forces Fx-gr is absorbed by the vertical reaction forces Fz-hc acting on the spring structure (24B) of the main cylinders (24).
Lierinstallatie in Telescopische constructieWinch installation in Telescopic construction
Een mogelijke constructieve uitvoering om de buigspanning in de kolommen (9B) van de graafinstallaties (16 of 17) alsmede in de buitenste holle doosconstructie (23) ten gevolge van de op de graafwielen (16) of drumcutters (17) werkende resulterende horizontale grondreactiekrachten Fx-g te verlichten of volledig weg te nemen is door de in de figuren 45 en 46 voorgestelde kabelinstallatie (21). In figuur 45 is af te lezen dat de kabels (21 F) vanuit de vakwerkconstructie (9C) middels draaibare schijven (21D) om vaste assen (21E) van de buitenste doosconstructie (23) en draaibare schijven (21B) om vaste assen (21C) van de ondersteuningsconstructie (20) worden geleid naar lieren (21A) die zijn opgesteld op de ondersteuningsconstructie (20). Teneinde een stijvere telescopische constructie te realiseren en tegelijkertijd de vertikale aandrukkracht op de ontgravingsmiddelen (16 of 17) niet te belemmeren worden de kabels (21 F) met een minimaal benodigde voorspanning aangetrokken door de lieren (21A).A possible constructional embodiment around the bending stress in the columns (9B) of the excavating installations (16 or 17) as well as in the outer hollow box construction (23) as a result of the horizontal ground reaction forces Fx acting on the excavating wheels (16) or drum cutters (17). -g can be relieved or completely eliminated by the cable installation shown in Figures 45 and 46 (21). In figure 45 it can be seen that the cables (21 F) from the truss construction (9C) through rotatable discs (21D) about fixed axes (21E) of the outer box construction (23) and rotatable discs (21B) about fixed axes (21C) ) from the support structure (20) are guided to winches (21A) arranged on the support structure (20). In order to realize a stiffer telescopic construction and at the same time not to obstruct the vertical pressing force on the excavating means (16 or 17), the cables (21 F) are attracted by the winches (21A) with a minimum required bias.
Zuiginstallatie in Telescopische constructieSuction installation in Telescopic construction
In analogie met de in figuur 7A en 8 weergegeven vertikaal verplaatsbare zuiginstallatie (10) is in de figuren 45 en 46 een gunstige configuratie van de zuiginstallatie weergegeven toegepast op de telescopische installatie. Onderscheidend van de in de figuren 7 en 8 weergegeven zuiginstallatie is dat in de telescopische installatie op iedere zuigbuis 10G separaat een pomp (25A) is aangesloten die is aangesloten op een flexibele persleiding (25B) waarna het grond/water mengsel verder kan worden afgevoerd naar een grondopslag-reservoir (zie ook figuur 48).In analogy with the vertically displaceable suction installation (10) shown in figures 7A and 8, a favorable configuration of the suction installation is shown in figures 45 and 46 applied to the telescopic installation. Distinguishing from the suction installation shown in Figs. 7 and 8 is that in the telescopic installation on each suction pipe 10G a pump (25A) is connected which is connected to a flexible pressure pipe (25B) after which the ground / water mixture can be further drained to a ground storage reservoir (see also figure 48).
Werkwijze BaggerwerktuigProcedure Dredging tool
Naar gelang de waterdiepte kunnen verschillende configuraties aan baggersystemen worden toegepast waarop de baggerunit in combinatie met het framewerk al dan niet met de telescopische installatie op gunstige wijze kunnen worden ingezetDepending on the water depth, different configurations can be applied to dredging systems on which the dredging unit in combination with the framework, with or without the telescopic installation, can be used in a favorable manner
In de relatief kleinere voor het baggerproces meer gangbare waterdiepten kunnen de volgende gunstige configuraties worden toegepast.In the relatively smaller water depths that are more common for the dredging process, the following favorable configurations can be applied.
Werkwijze autonoom baggerwerktuig (baggerunit en framewerk) onder waterWorking method autonomous dredging tool (dredging unit and framework) under water
In figuur 2 is de baggerunit ondersteund door een framewerk weergegeven, die behoudens de energievoorziening als autonoom werktuig zonder verdere hulpmiddelen volledig gemechaniseerd en geautomatiseerd operationeel kan worden ingezet.Figure 2 shows the dredging unit supported by a framework, which, apart from the energy supply, can be used as an autonomous tool without further aids being fully mechanized and automated operationally.
Zoals gebruikelijk zal een electrisch systeem als primaire energiebron worden gebruikt voor de energievoorziening naar alle in de baggerunit en het framewerk aanwezige werktuigen. Vanuit het electriciteitsnetwerk worden de werktuigen direct via electromotoren of indirect via een electrisch aangedreven hydraulisch aandrijfsysteem, bestaande uit hydrauliekpompen en hieraan gekoppelde hydrauliekmotoren, aangedreven.As usual, an electrical system will be used as the primary energy source for the energy supply to all tools present in the dredging unit and the framework. From the electricity network, the tools are driven directly via electric motors or indirectly via an electrically driven hydraulic drive system, consisting of hydraulic pumps and hydraulic motors connected to them.
De geometriën van de met gas of water gevulde compartimenten van achtereenvolgens in figuur 52 weergegeven framebalk elementen (1A en 1B), ondersteuningsconstructie (8A) en doosconstructie (8C) kunnen willekeurig worden gekozen onder voorwaarde dat de volumen en aangrijpingspunten voor opwaartse krachten en gewichtskrachten van de compartimenten met elkaar overeenkomen.The geometries of the gas-filled or water-filled compartments of frame beam elements (1A and 1B), support structure (8A) and box structure (8C) successively can be selected provided that the volumes and engagement points for upward forces and weight forces of the compartments correspond to each other.
Dit impliceert onder andere dat een cirkelvormige doorsnede als vormgeving van de balkelementen (1A en 1B) eveneens kan worden toegepast (zie ook figuur 37). Uiteraard dienen de stijfheid en sterkte van de compartimenten eveneens toereikend te zijn.This implies, among other things, that a circular cross-section can also be used as shaping the beam elements (1A and 1B) (see also figure 37). The stiffness and strength of the compartments must of course also be sufficient.
Een gunstige methode om de vulling van compartimenten met een gas, waaronder lucht, te realiseren vindt plaats onder gebruikmaking van een reeds op pagina’s 42 en 43 toegelichte water- en/of gasvullings procedure ( zie ook figuur 50).A favorable method to realize the filling of compartments with a gas, including air, takes place using a water and / or gas filling procedure already explained on pages 42 and 43 (see also figure 50).
De in de operationele uitvoering van het baggerwerktuig te onderscheiden fasen kunnen als volgt worden toegelicht.The phases to be distinguished in the operational implementation of the dredging tool can be explained as follows.
Het spreekt voor zich dat baggerwerktuigen met enigszins afwijkende geometriën en indeling van compartimenten volgens eenzelfde principe als in onderstaande weergegeven fasen zullen opereren.It goes without saying that dredging equipment with slightly different geometries and compartment layout will operate according to the same principle as in the phases shown below.
Fase 1 Drijvend en/of varend baggerwerktuig (zie figuur 52)Phase 1 Floating and / or sailing dredging tool (see figure 52)
In figuur 52 is het drijvende of varende baggerwerktuig, bestaande uit een baggerunit met framewerk weergegeven. Een gunstige gas/water vullingsgraad van compartimenten om voldoende drijfvermogen te realiseren voor de baggerunit en framewerk in drijvende toestand is door alle compartimenten van achtereenvolgens de ankerpontons (2A en 2B), frame elementen (1A en 1B) van het framewerk (zie figuur 19) alsmede de in figuur 1 weergegeven ondersteuningsconstructies (8A) en de doosconstructie (8C) volledig met gas te vullen (zie figuur 52).Figure 52 shows the floating or sailing dredging tool consisting of a dredging unit with framework. A favorable gas / water filling degree of compartments to realize sufficient buoyancy for the dredging unit and frame work in floating state is through all compartments of the anchor pontoons (2A and 2B), frame elements (1A and 1B) of the frame work (see figure 19) and to completely fill the support structures (8A) and box structure (8C) shown in figure 1 with gas (see figure 52).
De ankerpontons zijn hierbij opgedeeld in boven- (2B) en onder (2A) compartimenten (zie ook Detail in figuur 55). Door de gewichtskracht G ter plaatse van het zwaartepunt van de complete baggerunit en framewerk onder het gemeenschappelijke aangrijppunt van de opwaartse kracht B, bestaande uit de aangrijpingspunten van de opdrijvende kracht B1 en B2, te houden is de stabiliteit van de baggerunit en framewerk gewaarborgd. De opwaartse kracht B1 wordt hierbij gevormd door de met gas gevulde framebalken (1A-1, 1A-2, 1B-1 en 1B-2). De framebalken 1Aen 1B zijn hierbij opgebouwd uit twee buizen (1A-2 en 1B-2) aan de bovenzijde en één buis (1A-1 en 1B-1) aan de onderzijde. De opwaartse krachten B2 worden gevormd door de met gas gevulde ankerpontons (2A en 2B).The anchor pontoons are divided into upper (2B) and lower (2A) compartments (see also Detail in figure 55). By keeping the weight force G at the center of gravity of the complete dredging unit and framework under the common point of application of the upward force B, consisting of the points of application of the driving force B1 and B2, the stability of the dredging unit and framework is guaranteed. The upward force B1 is herein formed by the gas-filled frame beams (1A-1, 1A-2, 1B-1 and 1B-2). The frame beams 1A and 1B are made up of two tubes (1A-2 and 1B-2) on the top and one tube (1A-1 and 1B-1) on the bottom. The upward forces B2 are formed by the gas-filled anchor pontoons (2A and 2B).
Ondersteuning van de stabiliteit kan worden bewerkstelligd door gebruikmaking van de thrusters (6A) (zie figuren 19 en 39) met vertikaal gerichte stuwkracht Fz-t (zie ook figuur 52). De horizontale stuwkracht voor de horizontale verplaatsing van het drijvende baggerwerktuig wordt gerealiseerd door de thrusters (6B) op het ankerponton (2) met stuwkracht Fx-t (zie figuren 19 en 39).Stability support can be achieved by using the thrusters (6A) (see Figures 19 and 39) with vertically directed thrust Fz-t (see also Figure 52). The horizontal thrust for the horizontal movement of the floating dredging implement is realized by the thrusters (6B) on the anchor pontoon (2) with thrust Fx-t (see figures 19 and 39).
Fase 2. Afzinken baggerwerktuig (zie figuur 53A)Phase 2. Sinking dredging tool (see figure 53A)
Vanuit de drijvende fase wordt het baggerwerktuig, bestaande uit een framewerk en baggerunit, afgezonken bijvoorbeeld door de compartimenten van de ankerpontons (2A en 2B) alsmede de onderste buiselementen (1A-1 en 1B-1) van het framewerk te vullen met water volgens de in het voorgaande omschreven water vulmethode (zie ook figuur 50). In figuur 53A is een gunstige gas/water vullingsgraad van compartimenten van de baggerunit en framewerk weergegeven om het afzinkproces met voldoende stabiliteit onder water te realiseren. Hierbij zijn achtereenvolgens het onderste gedeelte van de compartimenten van de ankerpontons (2A) en de onderste compartimenten van het framewerk (1A-1 en 1B-1) gevuld met water op zodanige wijze dat de resulterende naar beneden gerichte onderwater gewichtskracht G van de baggerunit en framewerk gelijk is aan de resulterende opdrijvende kracht B plus de waterweerstand Fw = Cd * 1/2 pv2 * A. Hierbij zijn Cd de weerstandscoefficiënt, p de dichtheid van water, v de vertikale snelheid en A het geprojecteerde oppervlakte loodrecht op de snelheid v voorstellen (zie ook figuur 53A).From the floating phase, the dredging tool consisting of a framework and dredging unit is sunk, for example, by filling the compartments of the anchor pontoons (2A and 2B) as well as the lower tube elements (1A-1 and 1B-1) of the framework with water according to the water filling method described above (see also figure 50). Figure 53A shows a favorable gas / water filling degree of compartments of the dredging unit and framework to realize the immersion process with sufficient stability under water. Herein the lower part of the compartments of the anchor pontoons (2A) and the lower compartments of the framework (1A-1 and 1B-1) are successively filled with water in such a way that the resulting downward-facing underwater weight force G of the dredging unit and framework is equal to the resulting driving force B plus the water resistance Fw = Cd * 1/2 pv2 * A. Here Cd represents the resistance coefficient, p the density of water, v the vertical speed and A the projected surface perpendicular to the speed v (see also Figure 53A).
Door de onderwater gewichtskracht G ter plaatse van het zwaartepunt van de complete baggerunit en framewerk onder het gemeenschappelijke aangrijppunt van de opwaartse kracht B, bestaande uit de aangrijpingspunten van de opdrijvende kracht B1 en B2, te houden is de stabiliteit van de baggerunit en framewerk gewaarborgd. De opwaartse kracht B1 wordt hierbij gevormd door de met gas gevulde framebalken (1A-2 en 1B-2), ondersteuningsconstructies (8A) en doosconstructie (8C). De opwaartse kracht B2 wordt gevormd door het met gas gevulde bovenste ankerponton compartiment (2B). Ondersteuning van de stabiliteit kan worden bewerkstelligd door gebruikmaking van de thrusters (6A) met vertikaal gerichte stuwkracht Fz-t. De opwaartse kracht, gevormd door de met lucht/gas gevulde hoge luchtdruk accumulatoren, wordt hierbij verwaarloosd.By maintaining the underwater weight force G at the center of gravity of the complete dredging unit and framework under the common point of application of the upward force B, consisting of the points of application of the driving force B1 and B2, the stability of the dredging unit and framework is guaranteed. The upward force B1 is formed here by the gas-filled frame beams (1A-2 and 1B-2), support structures (8A) and box construction (8C). The upward force B2 is formed by the gas-filled upper anchor pontoon compartment (2B). Stability support can be achieved by using thrusters (6A) with vertically directed thrust Fz-t. The upward force formed by the high air pressure accumulators filled with air / gas is hereby neglected.
Indien gewenst voor vergroting van de noodzakelijke vertikale onderwater gewichtskracht G kunnen naast vulling met water van de onderste compartimenten van de framebalken (1 A-1 en 1B-1), eveneens de bovenste compartimenten (1A-2 en 1B-2) van de framebalken middels de voorheen omschreven watervulling-procedure (zie figuur 50) geheel of gedeeltelijk worden voorzien van water (zie ook figuur 53B).If desired for increasing the necessary vertical underwater weight force G, in addition to water filling of the lower compartments of the frame beams (1 A-1 and 1B-1), also the upper compartments (1A-2 and 1B-2) of the frame beams be fully or partially supplied with water by means of the previously described water filling procedure (see figure 50) (see also figure 53B).
Fase 3. Landing en positionering baggerwerktuig (zie figuur 53A)Phase 3. Landing and positioning dredging tool (see figure 53A)
Bij de landing van het baggerwerktuig, bestaande uit een framewerk met de hierop gepositioneerde baggerunit, wordt de kinetische energie van het framewerk en de baggerunit opgevangen door de van veren (4G) voorziene ondersteunings-constructies (4) (zie ook figuur 39). In het geval het bodemtalud niet in het horizontale vlak is gelegen maar relatief grote hoogteverschillen vertoont ter plaatse van de sleden (4A) zal het framewerk roteren om de in figuur 37 weergegeven momentane diagonale draaiings-as (l-l) of de hier tegenover liggende diagonale draaiings-as van het framewerk. Hierdoor kantelt het framewerk om één van de draaiings-assen, bijvoorbeeld (I -1), en belandt het framewerk op 3 sleden (4A), wielstellen of rupsbanden (zie ook figuur 37). Door de in de figuren 37 en 39 weergegeven cilinderstang van de hydraulische cilinder (4F) behorende tot de niet steunende slede (4A), (wielstel of rupsband) te verlengen totdat de slede (4A) (wielstel of rupsband) het bodemtalud raakt staat het in figuur 19 weergegeven onvervormde framewerk (1A en 1B) in een hellend vlak om de x- en y-assen op het bodemtalud.Upon landing of the dredging tool, consisting of a framework with the dredging unit positioned thereon, the kinetic energy of the framework and the dredging unit is captured by the supporting structures (4) provided with springs (4G) (see also Figure 39). If the bottom slope is not situated in the horizontal plane but has relatively large differences in height at the position of the slides (4A), the framework will rotate about the instantaneous diagonal axis of rotation (11) shown in Figure 37 or the diagonal rotation opposite it. axis of the framework. As a result, the framework tilts about one of the axes of rotation, for example (I -1), and the framework lands on 3 runners (4A), wheel sets or tracks (see also figure 37). By extending the cylinder rod of the hydraulic cylinder (4F) belonging to the non-supporting carriage (4A), (wheel set or track) shown in figures 37 and 39 until the carriage (4A) (wheel set or track) touches the bottom slope undeformed framework (1A and 1B) shown in Figure 19 in an inclined plane about the x and y axes on the bottom slope.
Fase 4. Verankering baggerwerktuig (zie ook figuur 54)Phase 4. Anchoring dredging tool (see also figure 54)
Hierop volgend kunnen door middel van de verankeringsprocedures, zoals in het voorgaande omschreven voor schroefankers en zuigankers, onder gebruikmaking van de in figuur 39 weergegeven schroefankers (5G) of de in de figuren 40 en 41 weergegeven zuigankers (38A) kan het framewerk worden verankerd in het bodemtalud. Kenmerkend bij het verankeringsproces is dat de compartimenten (2A en 2B) van de anker-pontons (2) gevuld worden met water teneinde de benodigde naar beneden gerichte vertikale aandrukkracht te realiseren om de naar boven gerichte grondreactiekrachten Rz-g1 gedurende het schroefanker-boren op te vangen (zie ook figuur 54). Indien de aandrukkrachten ontoereikend zijn om de schroefankers in de grond te penetreren bestaat de mogelijkheid om de grondreactiekrachten op te vangen door naast de in figuur 54 weergegeven compartimenten (2A en 2B) eveneens de ondersteunings-constructies (8A), doosconstructie (8C) en/οί de bovenste buizen (1A-2 en 1B-2) te voorzien van water (zie ook figuur 57).Subsequently, by means of the anchoring procedures as described above for screw anchors and suction anchors, using the screw anchors (5G) shown in Figure 39 or the suction anchors (38A) shown in Figures 40 and 41, the framework can be anchored in the bottom slope. Characteristic of the anchoring process is that the compartments (2A and 2B) of the anchor pontoons (2) are filled with water in order to realize the required downwardly directed vertical pressing force to raise the upwardly directed ground reaction forces Rz-g1 during the screw anchor drilling. to catch (see also figure 54). If the pressing forces are insufficient to penetrate the screw anchors into the ground, there is the possibility of absorbing the ground reaction forces by the compartments (2A and 2B) shown in Figure 54 as well as the supporting structures (8A), box construction (8C) and / οί provide the upper tubes (1A-2 and 1B-2) with water (see also figure 57).
Fase 5 Periodieke heen- en weergaande beweging baggerunit tijdens ontgravingsproces (zie ook figuur 56)Phase 5 Periodic reciprocating movement of the dredging unit during an excavation process (see also figure 56)
Na verankering van het in figuur 19 weergegeven framewerk in de bodem ontstaat een verstijfd framewerk dat middels de framebalken (1A) als geleiding dient voor de horizontale verplaatsing van de baggerunit in x-richting door toepassing van een combinatie van trekkende- en vierende lieren (3A). De trekkende lieren leveren een trekkracht Fk. (zie figuur 56). Hierbij zijn de op beide dwarsbalken(1 B) en ankerpontons (2) gepositioneerde hydraulisch of electrisch gedreven lieren (3A) via staaldraden (3B) verbonden met de verplaatsingsconstructie (7) (zie figuren 1 en 2). Om te voorkomen dat de staalkabels slap komen te hangen en voor realisering van een vormvast framewerk worden de vierende lieren (3A) voorzien van een bepaalde voorspanning Fkv.After the frame work shown in Figure 19 is anchored in the ground, a stiffened frame is created which, by means of the frame beams (1A), serves as a guide for the horizontal displacement of the dredging unit in x-direction by applying a combination of pulling and celebrating winches (3A). ). The towing winches provide a pulling force Fk. (see figure 56). The hydraulically or electrically driven winches (3A) positioned on both crossbars (1B) and anchor pontoons (2) are connected to the displacement structure (7) via steel wires (3B) (see figures 1 and 2). In order to prevent the steel cables from becoming slack and for realizing a form-retaining framework, the celebrating winches (3A) are provided with a certain prestressing Fkv.
Middels de trekkende lieren (3A) in combinatie met de vierende lieren (3A), onder een bepaalde voorspanning, wordt de baggerunit (zie figuur 1) in longitudinale positieve x-richting een verplaatsing opgelegd. Hierbij wordt de grond bij een bepaalde vertikale aanzet Z-g (zie figuur 56) onder invloed van de vertikale naar beneden gerichte kracht Rz-g2 van de hydraulische cilinders (vergelijk 9A in figuur 1) ontgraven over de volledige breedte B (zie figuur 5) onder een bepaalde snelheid V in x-richting (zie figuur 56). Nadat de baggerunit de heengaande slag in positieve x-richting over een slaglengte L in negatieve x-richting heeft afgelegd wordt de vakwerkconstructie (9C), met daarin opgenomen de ontgravingsmiddelen - waaronder graafwiel(16), drumcutter (17) of sleepkop (18) - een standaard vertikale aanzet Z-g ofwel neerwaartse verplaatsing in z-richting opgelegd door toedoen van de vertikale naar beneden gerichte kracht van de hydraulische cilinders (vergelijk 9A in figuur 1). Hierna wordt de baggerunit door omkering van de trekkende- (3A) en onder voorspanning staande vierende lieren (3A) een verplaatsing in de positieve x-richting opgelegd. De periodieke heen- en weergaande verplaatsingen van de baggerunit over slaglengte L vindt repeterend plaats totdat de ontgravingsmiddelen over de volledige ontgravingsdiepte Z-totaal zijn verplaatst. In figuur 46 is weergegeven dat de volledige ontgravingsdiepte Z-totaal bij toepassing van de telescopische constructie in de baggerunit is bereikt nadat de hydraulische cilinders (24, 22 en 9) de maximale vertikale verplaatsing in neerwaartse of negatieve z-richting hebben ingenomen. Tijdens het ontgravingsproces worden de vertikale grondreactiekrachten Rz-g2 opgevangen door hetzij het onderwatergewicht G van framewerk en baggerunit dan wel door de vertikale weerstandskrachten van de schroef- of zuigankers Fza.By means of the pulling winches (3A) in combination with the celebrating winches (3A), under a certain pre-stress, the dredging unit (see figure 1) is displaced in the longitudinal positive x direction. Hereby the soil is excavated over a full width B (see figure 5) under the influence of the vertical downward force Rz-g2 of the hydraulic cylinders (compare 9A in figure 1) over the full width B (see figure 5) below a certain speed V in x-direction (see figure 56). After the dredging unit has covered the forward stroke in the positive x direction over a stroke length L in the negative x direction, the truss structure (9C), including the excavating means - including excavator wheel (16), drum cutter (17) or drag head (18) is incorporated. - a standard vertical feed Zg or downward displacement in the z direction imposed by the vertical downward force of the hydraulic cylinders (compare 9A in figure 1). After this, the dredging unit is forced to move in the positive x direction by reversing the pulling (3A) and biased winches (3A). The periodic reciprocating movements of the dredging unit over stroke length L takes place repeatedly until the excavation means are displaced over the entire excavation depth Z-total. Figure 46 shows that the full excavation depth Z total when the telescopic structure is used in the dredging unit is reached after the hydraulic cylinders (24, 22 and 9) have taken the maximum vertical displacement in downward or negative z direction. During the excavation process, the vertical soil reaction forces Rz-g2 are absorbed by either the underwater weight G of the framework and dredging unit or by the vertical resistance forces of the screw or suction anchors Fza.
Voor vergroting van de vertikale aandrukkrachten kunnen eventueel als extra de bovenste compartimenten van de framebalken (1A-2 en 1B-2) gedeeltelijk worden gevuld met water (vergelijk compartimenten vulling conform figuur 53B). Indien gewenst kunnen voor een nog verdere vergroting van de noodzakelijke vertikale aandrukkrachten alle compartimenten van de ankerpontons (2A en 2B), framebalken (1A en 1B) en doosconstructies (8A en 8C) middels de voorheen omschreven watervulling-procedure (zie figuur 50) geheel worden voorzien van water (vergelijk compartimenten vulling conform figuur 57).To increase the vertical pressing forces, the upper compartments of the frame beams (1A-2 and 1B-2) may optionally be partially filled with water (compare filling compartment according to figure 53B). If desired, for an even further increase in the necessary vertical pressing forces, all compartments of the anchor pontoons (2A and 2B), frame beams (1A and 1B) and box constructions (8A and 8C) can be completely filled using the previously described water filling procedure (see figure 50). are supplied with water (compare filling compartment according to figure 57).
De horizontale grondreactiekrachten Rx-g2 worden via de lierkrachten Fk en Fkv opgevangen door de schroef- of zuigankers (zie ook figuur 56).The horizontal ground reaction forces Rx-g2 are absorbed via the winch forces Fk and Fkv by the screw or suction anchors (see also figure 56).
Teneinde gedurende elke periodieke beweging van het baggerwerktuig te bewerkstelligen dat het bodemtalud aan weerszijden van het baggerwerktuig voldoende stabiliteit heeft om niet te bezwijken is het noodzakelijk dat met name in losgepakte en cohesieloze grondsoorten de in figuur 6 weergegeven in dwarsrichting opererende eventueel van tanden (35F) voorziene ontgravingsmiddelen (35A) de steilheid van het bodemtalud moet worden gecontroleerd en worden ontgraven. Het, na elke periodieke beweging van de baggerunit, in dwarsrichting over een bepaalde standaard afstand te verplaatsen ontgravingsmiddel wordt gerealiseerd door een aan de bovenzijde van het vakwerk (9C) gefixeerde horizontale hydraulische cilinders (35B en 35C) in dwarsrichting (zie ook detail A in figuur 6). Om stijfheidsredenen zijn de cilinderstangen (35B) omhult door cilindrische van gaten voorziene poreuze holle cilinders (35D), die zijn aangesloten op de binnenste stilstaande lagerringen (35E). De ontgravingsmiddelen (35A) worden bij voorkeur aangedreven door een om de cilinders (35D) gefixeerde hoogkoppel en laag toerental motor (35H in detail B van figuur 6). Teneinde de torsiemomenten van de motor (35H) op te vangen kunnen de cilindermantels (35C) en de hieromheen in longitudinale richting verplaatsbare holle cilinders (35D) over de volle lengte worden voorzien van achtereenvolgens uitwendige- en inwendige vertandingen (zie detail C in figuur 6).In order to ensure that, during each periodic movement of the dredging tool, the bottom slope on either side of the dredging tool has sufficient stability to prevent failure, it is necessary that, particularly in loosely packed and cohesion-free soil types, the teeth (35F) operating transversely, as shown in FIG. provided excavators (35A) the steepness of the bottom slope must be checked and excavated. The excavating means to be moved transversely over a certain standard distance after each periodic movement of the dredging unit is realized by a horizontal hydraulic cylinders (35B and 35C) fixed at the top of the truss (9C) in transverse direction (see also detail A in Figure 6). For stiffness reasons, the cylinder rods (35B) are encased in cylindrical, perforated, hollow hollow cylinders (35D) connected to the inner stationary bearing rings (35E). The excavating means (35A) is preferably driven by a high-torque and low-speed motor (35H in detail B of Figure 6) fixed around the cylinders (35D). In order to absorb the torque of the motor (35H), the cylinder jackets (35C) and the hollow cylinders (35D) that can be moved around it longitudinally can be provided successively with external and internal teeth (see detail C in figure 6). ).
Fase 6: Omhoog trekken ankers en graaf/zuiginstallaties baggerunit alsmede horizontale verplaatsing framewerk over een slaglengte L (zie ook figuur 55).Phase 6: Pulling up anchors and digging / suction installations for the dredging unit as well as horizontal displacement of frame work over a stroke length L (see also figure 55).
Nadat de gewenste ontgravingsdiepte is bereikt worden de ontgravingsmiddelen, waaronder graafwiel (16), drumcutter (17) of sleepkop (18) in vertikale z-richting omhoog verplaatst over een zodanige afstand dat de ontgravingsmiddelen (16-18) zich boven de bodem van de watermassa bevinden. In figuur 1 is weergegeven dat realisering van de vertikale verplaatsing van ontgravingsmiddelen (16-18) in combinatie met de zuiginstallatie plaatsvindt door een vertikale verplaatsing van de vakwerkconstructie (9C), dat wordt bewerkstelligd door een vertikale verplaatsing van de kolommen (9B) die zijn verbonden met de hydraulische cilinderstangen (9A). Hierop volgend worden de in de grond verankerde schroefankers (5G) verwijderd uit de grond door vertikale verplaatsing van de hydraulische cilinderstangen van de hydraulische cilinders (5C) (zie ook figuur 39 en 55) in combinatie met het omhoog schroeven of draaien van de schroefankers (5G) middels de aan de schroefankers gekoppelde hoog koppel en laag toerental motoren (5E) (zie ook figuur 44). Bij de naar boven gerichte vertikale verplaatsing van de hydraulische cilinders (5C) worden de vertikaal naar beneden gerichte krachten van de hydraulische cilinders (5C) op het ankerponton (2) opgevangen door de ondersteunings-constructie (4) (zie ook figuur 39 en 55), die via de slede (4A), wielstel of rupsband worden opgevangen door de grondreactiekrachten Rz-g1 (zie figuur 55). Waarbij moet worden opgemerkt dat de grootte van Rz-g1 in deze fase 6 wezenlijk kan verschillen met de grootte van Rz-g1 in fase 4.After the desired excavation depth has been reached, the excavation means, including excavator wheel (16), drum cutter (17) or drag head (18) are moved upwards in the vertical z direction such that the excavation means (16-18) moves above the bottom of the body of water. Figure 1 shows that realization of the vertical displacement of excavating means (16-18) in combination with the suction installation takes place by a vertical displacement of the truss structure (9C), which is effected by a vertical displacement of the columns (9B) that are connected to the hydraulic cylinder rods (9A). Subsequently, the screw anchors (5G) anchored in the ground are removed from the ground by vertical displacement of the hydraulic cylinder rods of the hydraulic cylinders (5C) (see also figures 39 and 55) in combination with screwing up or turning of the screw anchors ( 5G) by means of the high torque and low speed motors (5E) coupled to the screw anchors (see also figure 44). During the upwardly directed vertical displacement of the hydraulic cylinders (5C), the vertically downwardly directed forces of the hydraulic cylinders (5C) on the anchor pontoon (2) are absorbed by the supporting structure (4) (see also figures 39 and 55) ), which are absorbed by the ground reaction forces Rz-g1 via the carriage (4A), wheel set or caterpillar (see figure 55). It should be noted that the size of Rz-g1 in this phase 6 can differ substantially from the size of Rz-g1 in phase 4.
De noodzakelijke vertikale krachten om de schroefankers (5G) uit de grond te trekken kunnen eveneens worden gerealiseerd door de vertikale stuwkrachten van de thrusters (6A) (zie figuren 39 en 55) of door de opwaartse kracht B2 vanuit de met gas gevulde ankerponton compartimenten (2A en 2B) (zie figuur 55).The necessary vertical forces to pull the screw anchors (5G) out of the ground can also be realized by the vertical thrust forces of the thrusters (6A) (see figures 39 and 55) or by the upward force B2 from the gas-filled anchor pontoon compartments ( 2A and 2B) (see figure 55).
Indien van zuigankers voorzien (zie figuur 42) kunnen deze uit de grond worden verwijderd door het wegnemen van de onderdruk in de cilinderruimte middels vulling van de cilinder met omgevingswater door opening van klep (38R) (zie figuur 42), waarna de hydraulische cilinders (5C) de zuigankers omhoog verplaatsen (zie figuren 40 en 41).If provided with suction anchors (see figure 42), these can be removed from the ground by removing the underpressure in the cylinder space by filling the cylinder with ambient water by opening the valve (38R) (see figure 42), after which the hydraulic cylinders ( 5C) move the suction anchors up (see figures 40 and 41).
Nadat de schroef- en zuigankers eveneens tot boven het bodemoppervlak zijn verplaatst bestaat de mogelijkheid om het framewerk horizontaal te verplaatsen over de slaglengte L (zie figuur 56) door de voortstuwingssystemen van de met de ankerpontons verbonden thrusters (6B).Hierna herhaalt de cyclus zich vanaf stap 4, waarin plaatsing van het framewerk op het bodem oppervlak plaatsvindt.After the screw and suction anchors have also been moved above the bottom surface, it is possible to move the framework horizontally over the stroke length L (see Figure 56) through the propulsion systems of the thrusters (6B) connected to the anchor pontoons. The cycle then repeats from step 4, in which placement of the framework on the bottom surface takes place.
Fase 7: Ontgravingsproces middels continue horizontale verplaatsbaar framewerk (zie ook figuur 57).Phase 7: Excavation process through continuous horizontal movable framework (see also figure 57).
Horizontale verplaatsing in x-richting van de baggerunit en het framewerk in combinatie met het operationele baggerproces met optredende horizontale grondreactiekrachten Rx-g2 kan eveneens worden gerealiseerd gebruikmakend van de horizontale stuwkracht Fxt in horizontale X-richting van de thrusters (6B). De vertikale grondreactiekracht Rz-g2 worden opgevangen door het onderwatergewicht G van het framewerk en de baggerunit. Hierbij kunnen indien gewenst voor vergroting van de noodzakelijke vertikale aandrukkrachten alle compartimenten van de ankerpontons (2A en 2B), framebalken (1A en 1B) en doosconstructies (8A en 8C) middels de voorheen omschreven watervulling-procedure (zie figuur 50) worden voorzien van water.Horizontal displacement in x-direction of the dredging unit and the framework in combination with the operational dredging process with occurring horizontal soil reaction forces Rx-g2 can also be realized using the horizontal thrust Fxt in the horizontal X-direction of the thrusters (6B). The vertical soil reaction force Rz-g2 is absorbed by the underwater weight G of the framework and the dredging unit. In order to increase the necessary vertical pressing forces, all compartments of the anchor pontoons (2A and 2B), frame beams (1A and 1B) and box structures (8A and 8C) can be provided with the previously described water filling procedure (see figure 50). water.
Fase 8: Opstijgen van het baggerwerktuigPhase 8: Taking off the dredging tool
Onder voorwaarde dat de schroef- (5G) of zuigankers (38A) uit de grond zijn verwijderd door toedoen van de hydraulische cilinders (5C) kan worden aangevangen met de voorbereidingen voor het opstijgen van het baggerwerktuig, bestaande uit een framewerk en baggerunit. Uitgaande van de figuren 54 en 56 kan het opstijgen van het baggerwerktuig worden gerealiseerd door het wegpersen van water uit de compartimenten van de ankerpontons (2A en 2B) alsmede uit de onderste buiselementen (1A-1 en 1B-1) van het framewerk middels de voorheen omschreven water uitdrijfprocedure (zie figuur 50). Door de gewichtskracht G ter plaatse van het zwaartepunt van de complete baggerunit en framewerk onder het gemeenschappelijke aangrijppunt B, bestaande uit de aangrijpingspunten van de opdrijvende kracht B1 en B2, te houden is de stabiliteit van de baggerunit en framewerk gewaarborgd. Eventueel kunnen stabiliteitsproblemen worden ondervangen door toedoen van de vertikale stuwkracht van de thrusters (6A).Provided that the screw (5G) or suction anchors (38A) have been removed from the ground by the hydraulic cylinders (5C), preparations for taking off the dredging tool consisting of a framework and dredging unit can be started. Starting from Figures 54 and 56, the dredging tool can be raised by squeezing water out of the compartments of the anchor pontoons (2A and 2B) as well as from the lower tube elements (1A-1 and 1B-1) of the framework by means of the previously described water expulsion procedure (see figure 50). By maintaining the weight force G at the center of gravity of the complete dredging unit and framework under the common engagement point B, consisting of the engagement points of the driving force B1 and B2, the stability of the dredging unit and framework is guaranteed. Stability problems can possibly be overcome by the thrusters' vertical thrust (6A).
In feite is de gasvulling situatie van het baggerwerktuig in deze opstijg-fase identiek aan de gasvulling situatie zoals weergegeven in de drijvende fase 1. De naar boven gerichte snelheid van het baggerwerktuig kan eventueel worden afgeremd door bijvoorbeeld de compartimenten van de onderste compartimenten (1 A-1 en 1B-1) of de onderste compartimenten (2A) van de ankerpontons geheel of gedeeltelijk te vullen met water.In fact, the gas filling situation of the dredging tool in this ascent phase is identical to the gas filling situation as shown in the floating phase 1. The upwardly directed speed of the dredging tool can possibly be slowed down by, for example, the compartments of the lower compartments (1 A -1 and 1B-1) or the lower compartments (2A) of the anchor pontoons to be fully or partially filled with water.
Werkwijze baggerwerktuig boven waterniveauWorking method for dredging tool above water level
Een gunstige uitvoeringsvorm van de baggerunit in combinatie met framewerk en mogelijk telescopische constructie die boven waterniveau kan worden ingezet is schematisch weergegeven in figuur 58. De verplaatsing van het framewerk in longitudinale x-richting en zijdelinkse y-richting vindt plaats door de in de figuren 58 en 43 weergegeven zelf aangedreven wielen (4A-3 en 4A-4) of vergelijkbare verplaatsingsmechanismen waaronder aangedreven rupsbanden. Indien het grondtransport plaatsvindt in de vorm van een water/grond mengsel middels pompen in combinatie met pijpleidingsystemen dienen de ontgravingsmiddelen onder water te zijn gepositioneerd.A favorable embodiment of the dredging unit in combination with framework and possibly telescopic construction that can be deployed above water level is shown diagrammatically in Figure 58. The displacement of the framework in longitudinal x-direction and side-left y-direction takes place by means of the in Figure 58 and 43 self-propelled wheels (4A-3 and 4A-4) or similar displacement mechanisms including powered tracks. If the soil transport takes place in the form of a water / soil mixture by means of pumps in combination with pipeline systems, the excavation means must be positioned under water.
De ontgravingsprocessen kunnen worden uitgevoerd op basis van heen- en weergande ontgravings-cycli, met de schroef- en zuigankers verankerd in de bodem (vergelijk fase 5 - bladzijde 56).The excavation processes can be carried out on the basis of reciprocating excavation cycles, with the screw and suction anchors anchored in the soil (compare phase 5 - page 56).
De krachten die hierbij optreden en werken op het baggerwerktuig zijn als volgt te omschrijven.The forces that occur and act on the dredging tool can be described as follows.
Rx-g2 = Reactiekrachten grond op ontgravingsmiddelen in x-richtingRx-g2 = Reaction forces of soil on excavators in x-direction
Rz-g2 = Reactiekrachten grond op ontgravingsmiddelen in vertikale z-richtingRz-g2 = Reaction forces of soil on excavators in the vertical z direction
Rx-a1 = Reactiekrachten vanuit de grond werkend op de schroefankers in x-richtingRx-a1 = Reaction forces from the ground acting on the screw anchors in x-direction
Rz-g1 = Reactiekrachten vanuit de grond werkend op de schroefankers in z-richting F-d = Aandrijfkracht op wielstellen F-k = Halende lierkracht F-vk = Voorspankracht lier G = Gewichtskracht ontgravingsinstallatie werkend op de grond.Rz-g1 = Reaction forces from the ground acting on the screw anchors in z-direction F-d = Drive force on wheel sets F-k = Lifting winch force F-vk = Pre-tensioning winch G = Weight force excavation system working on the ground.
Uiteraard kan het baggerwerktuig boven water eveneens in één richting bagger-werkzaamheden uitvoeren, waarbij de horizontale grondreactiekrachten worden opgevangen door de aandrijfkrachten F-d op de wielstellen.Of course, the dredging tool above water can also perform dredging work in one direction, wherein the horizontal ground reaction forces are absorbed by the driving forces F-d on the wheel sets.
Baggerwerktuig middels hydraulische cilinders gekoppeld aan een drijvend vaartuig.Dredging tool linked to a floating vessel by means of hydraulic cylinders.
Een gunstige uitvoeringsvorm van de baggerunit in combinatie met framewerk en telescopische constructie die wordt ingezet op een drijvend vaartuig (27) in relatief geringe waterdiepten is weergegeven in figuren 59 en 60. In de figuren 59 en 60 is weergegeven dat de koppeling tussen het drijvend vaartuig (27) en het framewerk wordt gerealiseerd door hydraulische cilinders (22). De hydraulische cilinders (22A) zijn aan de bovenzijde middels platen (22G), waartussen veren (22H) zijn ingeklemd, vertikaal verend ondersteund op het drijvend vaartuig (27) (zie figuren 59 en 60). Langs een met het drijvend vaartuig (27) verbonden geleidingscilinder of radiaal glijlager (22J) kan de omhullende buis (22B) in vertikale riching worden verplaatst (zie ook de figuren 59, 60 en 62). In de figuren 59, 60 en 62 is af te lezen dat de omhullende buis (22B) langs de aan de buitenzijde van de cilindermantel (22A) opgenomen ronde geleidingsringen (221) in vertikale richting kan worden geleid. In figuur 62 is weergegeven dat zowel de zuigerstang (22A) als de omhullende buis (22B) aan de onderzijde zijn gefixeerd aan de vaste assen (22D), waarmee tevens een vaste verbinding tussen de omhullende buis en de zuigerstang (22A) is gecreëerd.A favorable embodiment of the dredging unit in combination with framework and telescopic construction that is deployed on a floating vessel (27) in relatively low water depths is shown in figures 59 and 60. Figures 59 and 60 show that the coupling between the floating vessel (27) and the framework is realized by hydraulic cylinders (22). The hydraulic cylinders (22A) are supported at the top by means of plates (22G), between which springs (22H) are clamped, vertically resiliently supported on the floating vessel (27) (see figures 59 and 60). Along a guide cylinder or radial slide bearing (22J) connected to the floating vessel (27), the enveloping tube (22B) can be moved in vertical direction (see also Figures 59, 60 and 62). In figures 59, 60 and 62 it can be seen that the enveloping tube (22B) can be guided in the vertical direction along the round guide rings (221) received on the outside of the cylinder casing (22A). Figure 62 shows that both the piston rod (22A) and the envelope tube (22B) are fixed at the bottom to the fixed shafts (22D), thereby also creating a fixed connection between the envelope tube and the piston rod (22A).
Tussen de ringvormige platen (22E) zijn veren (22F) opgenomen, waardoor de zuigerstangen (22A) tezamen met de hiermee verbonden omhullende buizen (22B) zowel in X-richting als in Y-richting kunnen worden verplaatst. In figuur 62 is weergegeven dat de kruisvormige assen (22D) in axiale X- of Y-richting kunnen schuiven, waarbij de verplaatsingen van de assen (22D) worden gelimiteerd door de in de box (22C) opgenomen sleuven. In de figuren 60, 61 en 65 is weergegeven dat de boxen (22C) zijn gefixeerd op de ankerpontons (2).Springs (22F) are received between the annular plates (22E), as a result of which the piston rods (22A) can be displaced in the X-direction as well as in the Y-direction together with the surrounding tubes (22B) connected thereto. Figure 62 shows that the cross-shaped shafts (22D) can slide in axial X or Y direction, the displacements of the shafts (22D) being limited by the slots received in the box (22C). Figures 60, 61 and 65 show that the boxes (22C) are fixed on the anchor pontoons (2).
Een significant voordeel van deze opzet is dat de benodigde vertikale aanzetkracht op de ontgravingsmiddelen (16-18) wordt bewerkstelligd door de gewichtskracht van het drijvend vaartuig (27). In feite wordt de naar beneden gerichte kracht op de ontgravingsmiddelen (16-18) gerealiseerd doordat het drijvend vaartuig (27) door de hydraulische cilinders (22) uit het water omhoog wordt getild. Als gevolg hiervan behoeven de compartimenten van de framebalken (1A en 1B) niet van water te worden voorzien voor de noodzakelijke vertikale aandrukkracht.A significant advantage of this design is that the required vertical loading force on the excavating means (16-18) is achieved by the weight of the floating vessel (27). In fact, the downward force on the excavation means (16-18) is realized in that the floating vessel (27) is lifted out of the water by the hydraulic cylinders (22). As a result, the compartments of the frame beams (1A and 1B) need not be supplied with water for the necessary vertical pressing force.
Een ander voordeel is dat de ontgravingsmiddelen met behoud van de benodigde aandrukkracht bij scheepsbewegingen en onregelmatig bodemtalud door gebruikmaking van de veren (11G) van de ontgravingsmiddelen de graafwerkzaamheden kunnen continueren (zie ook figuur 65), waarbij via de hydraulische cilinders (9A) en kolommen (9B) van de baggerunit een constante aandrukkracht op de vakwerkconstructie (9C) en daarmee op de ontgravingsmiddelen (16,17,18) wordt uitgeoefend.Another advantage is that the excavation means can continue the excavation work while retaining the necessary pressing force during ship movements and irregular bottom slope by using the springs (11G) of the excavation means (see also figure 65), whereby via the hydraulic cylinders (9A) and columns (9B) of the dredging unit a constant pressing force is exerted on the truss structure (9C) and thus on the excavation means (16, 17, 18).
In figuur 65 is schematisch het dynamische model weergegeven waarmee de baggerunit en het framewerk externe krachten vanuit het onregelmatige bodemtalud dan wel uit de scheepsbewegingen kunnen opvangen. Behoudens de voorheen reeds in de baggerunit en framewerk omschreven veerconstructies van achtereenvolgens de sledeondersteuning (4C), de ontgravingsmiddelen (11G), de hydraulische cilinders (9F) en de wielstellen in de verplaatsingsconstructie (9L) zijn als extra veren (22F in figuur 62) opgenomen in de box (22C) en veren (22H) aan de bovenzijde van de hydraulische cilinders (22H). In figuur 65 is aangegeven welke dynamische verplaatsingen de veerconstructies van achtereenvolgens de ontgravingsmiddelen (11G) en de sledeondersteuning (4C) ondervinden ten gevolge van een slingerbeweging van het drijvend vaartuig over een hoek φ in een onregelmatig bodemtalud. Een bijkomend voordeel van deze configuratie is dat zowel het drijvend vaartuig (27) alsmede het baggerwerktuig kunnen worden voorzien van een voortstuwingssysteem.Figure 65 shows diagrammatically the dynamic model with which the dredging unit and the framework work can absorb external forces from the irregular bottom slope or from the ship's movements. Apart from the spring constructions of the carriage support (4C), the excavating means (11G), the hydraulic cylinders (9F) and the wheel sets in the displacement structure (9L), which have previously been described in the dredging unit and framework, are additional springs (22F in Figure 62) included in the box (22C) and springs (22H) on the top of the hydraulic cylinders (22H). Figure 65 shows which dynamic displacements the spring structures undergo from the excavation means (11G) and the carriage support (4C) in succession as a result of a swinging movement of the floating vessel through an angle φ in an irregular bottom slope. An additional advantage of this configuration is that both the floating vessel (27) and the dredging implement can be provided with a propulsion system.
Het grond/watermengsel wordt middels de in figuur 47 weergegeven pomp (25A) en een hierop aangesloten persleidingstelsel afgevoerd naar grondopslag reservoirs. In de figuren 59 en 60 is als voorbeeld weergegeven hoe het grond/water-mengsel via het persleidingstelsel (25B) en via sproeikoppen (25C) wordt afgevoerd in drijvende zelf varende bakken (28), die aan weerzijden van het drijvende vaartuig (27) kunnen worden gepositioneerd. Een andere gunstige mogelijkheid wordt gerealiseerd door het grond/water-mengsel via een al dan niet drijvende persleidingstelsel (25) af te voeren naar een stortplaats.The ground / water mixture is discharged to ground storage reservoirs by means of the pump (25A) shown in figure 47 and a pressure pipe system connected thereto. Figures 59 and 60 show by way of example how the ground-water mixture is discharged via the pressure pipe system (25B) and via spray nozzles (25C) into floating self-propelling containers (28), which are located on opposite sides of the floating vessel (27). can be positioned. Another favorable possibility is realized by discharging the soil / water mixture via a floating or non-floating pressure pipe system (25) to a landfill.
Baggerwerktuig middels bolscharnierende hydraulische cilinders gekoppeld aan een drijvend vaartuig.Dredging tool linked to a floating vessel by means of ball-hinged hydraulic cylinders.
Een identieke gunstige configuratie van baggerunit en framewerk zoals hierboven omschreven en geïllustreerd in de figuren 59, 60 en 65, met als significant verschil dat de hydraulische cilinders (22) zijn voorzien van bolscharnieren (26A en 26B) die een flexibele verbinding vormen tussen het drijvend vaartuig (27) en de met het framewerk verbonden vier ankerpontons (2), is weergegeven in de figuren 61 en 64.An identical favorable configuration of dredging unit and framework as described above and illustrated in figures 59, 60 and 65, with the significant difference that the hydraulic cylinders (22) are provided with ball joints (26A and 26B) that form a flexible connection between the floating vessel (27) and the four anchor pontoons (2) connected to the framework are shown in figures 61 and 64.
Het grote voordeel van deze configuratie is dat er een volledige ontkoppeling heeft plaatsgevonden tussen de bewegingen van het drijvend vaartuig (27) en het framewerk waarop de baggerunit en een mogelijke telescopische installatie zijn gepositioneerd met behoud van de noodzakelijke vertikale aandrukkracht op de ontgravingsmiddelen. Hierdoor zullen de ontgravingsmiddelen onafhankelijk van de scheepsbewegingen met behoud van de benodigde aandrukkracht de graafwerkzaamheden kunnen uitvoeren. In figuur 64 is schematisch het dynamische model weergegeven waarmee de baggerunit en het framewerk externe krachten vanuit het onregelmatige bodemtalud dan wel uit de scheepsbewegingen kunnen opvangen.The major advantage of this configuration is that complete disconnection has taken place between the movements of the floating vessel (27) and the framework on which the dredging unit and a possible telescopic installation are positioned while maintaining the necessary vertical pressing force on the excavating means. As a result, the excavation means will be able to carry out the excavation work independently of the ship's movements while retaining the required pressing force. Figure 64 shows schematically the dynamic model with which the dredging unit and the framework work can absorb external forces from the irregular bottom slope or from the ship's movements.
Evenzo zijn in figuur 64 aangegeven welke dynamische verplaatsingen de veerconstructies van achtereenvolgens de ontgravingsmiddelen (11G) en de verende box (22C) - met de hierin opgenomen assen (22D) gekoppeld aan de zuigerstangen (22A) - (zie ook de figuur 62) ondervinden ten gevolge van een onregelmatig bodemtalud in combinatie met achtereenvolgens een slingerbeweging (roll) over een hoek φ, stampbeweging (heave) over een afstand z en zijdelinkse beweging (sway) over een afstand y van het drijvend vaartuig. Zoals af te lezen in figuur 64 zal het framewerk inclusief baggerunit geen verplaatsingen ondervinden ten gevolge van de bewegingen van het drijvend vaartuig en het onregelmatige bodemtalud. Verstoringen in het bewegingspatroon door toedoen van scheepsbewegingen en/of het onregelmatige bodemtalud kunnen worden opgevangen door de veren (22H) en (11G) (zie ook figuur 64).Similarly, Figure 64 shows which dynamic displacements the spring constructions of successively the excavating means (11G) and the spring box (22C) - with the shafts (22D) included therein coupled to the piston rods (22A) - (see also Figure 62) as a result of an irregular bottom slope in combination with successively a pendulum movement (roll) through an angle φ, stamping movement (heave) over a distance z and lateral movement (sway) over a distance y from the floating vessel. As can be seen in figure 64, the framework including dredging unit will not experience any displacements as a result of the movements of the floating vessel and the irregular bottom slope. Disruptions in the movement pattern due to ship movements and / or the irregular bottom slope can be absorbed by the springs (22H) and (11G) (see also figure 64).
In analogie met de in de figuren 59 en 60 omschreven methode voor de benodigde vertikale aandrukkracht op de ontgravingsmiddelen wordt ook bij deze constructie de vertikale aandrukkracht gerealiseerd door toedoen van de gewichtskracht van de uit het water gelichte vaartuig (27) dan wel ten gevolge van de met water gevulde compartimenten van de framebalken (1A en 1B).In analogy with the method described in Figures 59 and 60 for the required vertical pressing force on the excavating means, also in this construction the vertical pressing force is realized by the weight of the vessel (27) lifted out of the water or as a result of the compartments of the frame beams (1A and 1B) filled with water.
Baggerinstallatie en Grondopslag installatieDredging installation and ground storage installation
Geschikte uitvoeringsvormen voor baggerinstallaties die inzetbaar zijn voor grond ontgraving, grondopslag en vertikaal transport tot op zeer grote waterdiepten onderscheiden zich in deze vinding door de wijze waarop het vertikaal transport van grond plaatsvindt.Suitable embodiments for dredging installations that can be used for earth excavation, ground storage and vertical transport up to very large water depths are distinguished in this invention by the way in which the vertical transport of soil takes place.
Gerelateerd aan de gebruikte technologie zijn de navolgende uitvoeringsvormen hierbij toepasbaar. 1. Het grond/water mengsel van de ontgravingsmiddelen wordt middels pompinstallaties en hierop aangesloten persleidingen naar het boven waterniveau gepositioneerde drijvende of niet-drijvende grond-opslagreservoir gepompt. 2. Uit het grond/water mengsel van de ontgravingsmiddelen wordt de grond opgeslagen in grond-opslagcontainers, die op een in de waterbodem gefixeerd framewerk zijn gepositioneerd, waarbij het vertikale transport van de grond-opslagcontainers plaatsvindt door de opwaartse kracht van in het bovenste compartiment van de grond-opslagcontainer opgeslagen gas. 3. Uit het grond/water mengsel van de ontgravingsmiddelen wordt de grond opgeslagen in grond-opslagcontainers, die op een in de waterbodem gefixeerd framewerk zijn gepositioneerd, waarbij het vertikale transport van de grond-opslagcontainers plaatsvindt door de trekkrachten van de hieraan gekoppelde staalkabels, die zijn verbonden met op het drijvend vaartuig gepositioneerde lieren.Related to the technology used, the following embodiments are applicable herein. 1. The soil / water mixture of the excavation means is pumped by means of pumping installations and pressure lines connected thereto to the floating or non-floating soil storage reservoir positioned above water level. 2. From the soil / water mixture of the excavating means, the soil is stored in soil storage containers, which are positioned on a framework fixed in the water bottom, the vertical transport of the soil storage containers taking place through the upward force of the upper compartment. gas stored from the ground storage container. 3. From the soil / water mixture of the excavating means, the soil is stored in soil storage containers, which are positioned on a framework fixed in the water bottom, the vertical transport of the soil storage containers taking place through the tensile forces of the steel cables coupled thereto, which are connected to winches positioned on the floating vessel.
Alternatieve mogelijkheden zijn gebaseerd op een combinatie van uitvoeringsvormen 1 en 2 en 1 en 3, waarbij het grond/water mengsel, bestaande uit de in de grond-opslagcontainer opgeslagen grond gemengd met een waterstroom, door een pomp en hierop aangesloten persleidingen naar het boven waterniveau gepositioneerde drijvende of niet-drijvende grond-opslagreservoirs wordt gepompt.Alternative possibilities are based on a combination of embodiments 1 and 2 and 1 and 3, wherein the soil / water mixture consisting of the soil stored in the soil storage container mixed with a water stream, through a pump and pressure lines connected thereto to the above water level positioned floating or non-floating ground storage reservoirs is pumped.
Het grootste nadeel van uitvoeringsvorm 1 zijn de verstoppingen in de persleidingen als gevolg van gronddeeltjes met verschillende diameters die in dezelfde persleiding vertikaal worden getransporteerd. Doordat uitvoeringsvormen 2 en 3 geen gebruik maken van een persleiding wordt voornoemd probleem van uitvoeringsvorm 1 opgeheven.The main disadvantage of embodiment 1 is the blockages in the pressure pipes due to soil particles with different diameters that are transported vertically in the same pressure pipe. Because embodiments 2 and 3 do not use a pressure line, the aforementioned problem of embodiment 1 is eliminated.
Uit oogpunt van energie is uitvoeringsvorm 3 het meest gunstig aangezien het totale rendement hoger is dan van de uitvoeringsvormen 1 en 2 (zie ook figuur 91).From the point of view of energy, embodiment 3 is the most favorable since the total efficiency is higher than that of embodiments 1 and 2 (see also Figure 91).
Hierbij wordt verondersteld dat het rendement van de lieraandrijving η-Ι (Uitvoering 3) hoger is dan het pomprendement η-ρ (Uitvoering 1) en ook hoger is dan de rendementen voor polytrope gascompressie η-c en gasexpansie η-e (Uitvoering 2).It is assumed here that the efficiency of the winch drive η-Ι (Version 3) is higher than the pump efficiency η-ρ (Version 1) and is also higher than the returns for polytrope gas compression η-c and gas expansion η-e (Version 2) .
Uitvoeringsvorm 1 - Bagger- en Grondopslag installatiesEmbodiment 1 - Dredging and Ground storage installations
Uitgaande van de baggerinstallatie (figuur 2) kan het grond/water mengsel direct vanuit een op de baggerinstallatie gepositioneerde pomp (10R) (zie ook figuur 8) dan wel indirect via op de grondopslag installatie (zie figuur 77) gepositioneerde pompen (10R) middels persleidingen naar het wateroppervlak worden getransporteerd.Starting from the dredging installation (figure 2), the ground / water mixture can be pumped directly from a pump (10R) positioned on the dredging installation (see also figure 8) or indirectly via pumps (10R) positioned on the ground storage installation (see figure 77). pressure pipes are transported to the water surface.
Vooruitlopend op de nog nader te specificeren grondopslag installatie in uitvoering 2 wordt het grond/water mengsel, aangeleverd vanuit de in longitudinaal verplaatsbare ontgravingsmiddelen en zuiginstallatie via het in figuur 80 weergegeven zuigleidingstelsel (10B ... 10H) en via de achtereenvolgens op de op de stilstaande grondopslag installatie (zie ook figuren77 en 81) achtereenvolgens gepositioneerde zuigleidingen (101), flexibel om de caroussel (32) gewikkeld leidingwerk (10J) en leidingen (10K en 10L) direct aangezogen door de pompen (10R) om vervolgens via persleidingen naar het wateroppervlak te worden getransporteerd.In anticipation of the yet to be specified soil storage installation in embodiment 2, the soil / water mixture supplied from the longitudinally displaceable excavating means and suction installation is supplied via the suction pipe system (10B ... 10H) shown in Figure 80 and via the successive stationary ground storage installation (see also figures 77 and 81) successively positioned suction pipes (101), flexible pipework (10J) and pipes (10K and 10L) wound around the carousel (32) and subsequently sucked through the pumps (10R) via pressure pipes to the water surface to be transported.
Uitvoeringsvorm 2 - Bagger-en Grondopslag installatiesEmbodiment 2 - Dredging and Ground storage installations
In de figuren 66 en 67 is uitvoeringsvorm 2 van de baggerinstallatie weergegeven.Embodiments 2 of the dredging installation are shown in figures 66 and 67.
Een mogelijke uitvoering van de baggerinstallatie is hierbij opgebouwd uit achtereenvolgens : 1. Baggerunit-framewerk installatie (zie ook figuur 2) 2. Grondopslag-installaties (zie figuren 72 en 73) aan weerszijden van de baggerunit-framewerk installatie (zie ook figuren 66 en 67). 3. Drijvend vaartuig (29) (zie figuren 66 en 67) waarmee de baggerunit-framewerk installatie en de grondopslag-installaties middels staalkabels (30B) van de lier aandrijvingen (30A) zijn verbonden en die tevens dienen voor opslag van de grondopslagcontainers en als grondoverslag installatie van de grondopslag-containers (33A en 33B) naar bijvoorbeeld zelfvarende bakken (28). 1. Baggerunit-framewerk installatie (zie figuur 2)A possible implementation of the dredging installation is made up of successively: 1. Dredging unit-frame work installation (see also figure 2) 2. Ground storage installations (see figures 72 and 73) on either side of the dredging-frame work installation (see also figures 66 and 67). 3. Floating vessel (29) (see Figures 66 and 67) to which the dredging-frame installation and ground storage installations are connected by steel cables (30B) of the winch drives (30A) and which also serve for storage of the ground storage containers and as ground transfer installation of the ground storage containers (33A and 33B) to, for example, self-propelled bins (28). 1. Dredging unit-framework installation (see figure 2)
Afhankelijk van de gewenste ontgravingsdiepte kan de baggerunit al dan niet zijn uitgevoerd met een telescoopconstructie (zie figuren 45 tot en met 48). De baggerunit en het framewerk met of zonder telescoopconstructie zijn zowel qua uitvoering als werkwijze identiek aan de in het voorgaande omschreven baggerunit- en framewerk. Voor geleiding van de flexibele zuigleiding (101) zijn in de figuren 2 en 74 geleidingsconstructies (32J) ofwel ‘fairleads’ gepositioneerd waarin rondom het vierkante gat aan de binnenzijde bijvoorbeeld geleidingsrollen zijn opgenomen. 2. Grondopslag-installaties (zie figuren 72 en 73)Depending on the desired excavation depth, the dredging unit may or may not be equipped with a telescope construction (see figures 45 to 48). Both in terms of design and method, the dredging unit and the framework work with or without a telescope construction are identical to the dredging unit and framework work described above. For guidance of the flexible suction line (101), in the figures 2 and 74 guide structures (32J) or "fair leads" are positioned in which, for example, guide rollers are arranged around the square hole on the inside. 2. Ground storage installations (see figures 72 and 73)
Een mogelijke gunstige uitvoeringsvorm van de grondopslag-installatie is opgebouwd uit achtereenvolgens het flexibele framewerk (zie figuur 19 en figuur 37) met bijbehorende ankerpontons (2), schroef- (5) of zuigankers (38 in figuur 40) en ondersteunings-mechanismen (4) voorzien van onder andere de in figuur 39 weergegeven sleden (4A), wielen of rupsbanden en hydraulische cilinders (4F). Het framewerk is verstijfd door bijvoorbeeld opname van het in figuur 73 weergegeven buisvormige balkelement (1E) in diagonale richting. Voor geleiding en bevestiging van de grondopslag-containers (33) in een vakwerkconstructie-ondersteuning (33I) zijn de grondopslag-containers (33) bijvoorbeeld middels puntvormige cilindrische geleidingspinnen (33C) aan de onderzijde gepositioneerd in een vang (33H) die is opgenomen in bijvoorbeeld een vakwerkconstructie ondersteuning (33I) die op haar beurt is gefixeerd op bijvoorbeeld ondersteunings-platforms (30) (zie figuren 73). De ondersteunings-platforms (30) worden gefixeerd op de framebalken (1A). De geleidingspinnen (33C) aan de onderzijde zijn middels staalkabels verbonden met op de ondersteunings-platform (30) gepositioneerde lieren (33J) en aan de bovenzijde middels geleidingspinnen (33C) via staalkabels (33D) verbonden met de in figuur 67 weergegeven lieren (31A). Middels deze constructieve opzet worden de grondopslag-containers (33) in staat gesteld om onder een bepaalde voorspanning in de kabels (33D) aan weerszijden van de containers door de opwaartse kracht van de luchtcompartimenten (33A) vertikaal te worden getransporteerd naar het drijvend vaartuig (29), zonder dat de stroming of golfbewegingen de vertikale koers kunnen beïnvloeden (zie ook figuur 67). Omgekeerd kan de grondopslag-container (33) met compartimenten volledig voorzien van water onder een bepaalde voorspanning in de kabels (33D) in volledig vertikale richting worden afgezonken en worden gepositioneerd op het grondopslag-framewerk. Eventueel kan een gedeelte van het bovenste gas-compartiment (33A) van de container (33) worden gebruikt voor de opwaartse kracht ter compensatie van het onderwater gewicht van de container.A possible favorable embodiment of the ground storage installation consists of successively the flexible framework (see figure 19 and figure 37) with associated anchor pontoons (2), screw (5) or suction anchors (38 in figure 40) and support mechanisms (4 ) provided with, among other things, the slides (4A), wheels or tracks and hydraulic cylinders (4F) shown in figure 39. The framework is stiffened by, for example, receiving the tubular beam element (1E) shown in Fig. 73 in a diagonal direction. For guiding and fixing the ground storage containers (33) in a truss construction support (33I), the ground storage containers (33) are positioned at the bottom, for example, by means of pointed cylindrical guide pins (33C) in a catch (33H) which is received in for example, a lattice structure support (33I) which in turn is fixed on, for example, support platforms (30) (see Figures 73). The support platforms (30) are fixed on the frame beams (1A). The guide pins (33C) on the underside are connected by means of steel cables to winches (33J) positioned on the support platform (30) and on the top side by means of guide pins (33C) via steel cables (33D) connected to the winches (31A) shown in figure 67 ). By means of this structural design, the ground storage containers (33) are enabled to be transported vertically to the floating vessel under a certain bias in the cables (33D) on either side of the containers by the upward force of the air compartments (33A). 29), without the current or wave movements being able to influence the vertical course (see also figure 67). Conversely, the ground storage container (33) with compartments fully supplied with water can be sunk in a fully vertical direction in the cables (33D) and positioned on the ground storage framework. Optionally, a portion of the upper gas compartment (33A) of the container (33) can be used for the upward force to compensate for the underwater weight of the container.
De ontgraven grond vanuit de Baggerunit wordt als grond/water-mengsel uiteindelijk via zuigleidingen (101) (zie ook figuur 74 en 77) naar de Grondopslag-installatie getransporteerd. Doordat de Baggerunit/framewerk-installatie tijdens het baggerproces een horizontale verplaatsing in x-richting wordt opgelegd zal er voldoende zuigleidinglengte beschikbaar moeten zijn om de afstand met de stilstaande Grondopslag-installatie te kunnen overbruggen (zie ook figuur 66). Teneinde extra zuigleidinglengte te creëren is in het midden van het framewerk een caroussei (32) opgenomen (zie ook de figuren 72, 73,74 en 75), bestaande uit een ondersteuningsconstructie (32A) voorzien van lagerconstructies (32D) aan de bovenzijde (zie figuur 74) en onderzijde (zie figuur 75) waaromheen een rotor (32B) kan roteren (zie ook de figuren 74 en 75). Een mogeiijke uitvoering van de lagerconstructie (32D) is weergegeven in figuur 76, waarin de om de centerlijn draaibare flexibele leiding (10J) via lagers (32D1) in het lagerhuis, voorzien van afdichtingen (32D3) kan roteren en uitmond in de vaststaande met het lagerhuis (32D2) verbonden leiding (32J).The excavated soil from the Dredging Unit is ultimately transported as a soil / water mixture via suction pipes (101) (see also figures 74 and 77) to the soil storage installation. Because the dredging unit / framework installation is imposed during the dredging process on a horizontal displacement in x-direction, sufficient suction pipe length must be available to be able to bridge the distance with the stationary soil storage installation (see also figure 66). In order to create additional suction line length, a caroussei (32) is included in the center of the framework (see also figures 72, 73.74 and 75), consisting of a support structure (32A) provided with bearing structures (32D) at the top (see figure 74) and bottom (see figure 75) around which a rotor (32B) can rotate (see also figures 74 and 75). A possible embodiment of the bearing structure (32D) is shown in Figure 76, in which the flexible line (10J) rotatable about the center line can rotate via bearings (32D1) in the bearing housing provided with seals (32D3) and discharge into the fixed with the bearing housing (32D2) connected pipe (32J).
Om de rotor (32B) zijn flexibele leidingen (10J) gewikkeld, die zijn aangesloten op leidingen (101) die aan de bovenzijde via een geleidingsmechanisme (32F) middels geleidingsrollen opgesloten rondom het vierkante gat (ook wel ‘fairleads’ genoemd), een verplaatsing in dwarsrichting kan worden opgelegd (zie ook figuur 74). Tevens zorgt het geleidingsmechanisme (32F) voor geleiding van de vertikaal verplaatsbare af te rollen leidingen (10J) door toepassing van hierin opgenomen veren (32H) (zie figuur 74). De geleiding van het verend ondersteunde geleidingsmechanisme (32F) tijdens de vertikale verplaatsing vindt plaats rond gefixeerde assen (32I) (zie ook figuur 74). De flexibele leiding (101) wordt verder via een op de doosconstructie (8C) gepositioneerd geledingsmechanisme (32J) (ook wel ‘fairleads’ genoemd), eveneens voorzien van rollergeleiders, doorgeleid naar de overkoepelende buis (10H).Flexible pipes (10J) are wound around the rotor (32B), which are connected to pipes (101) which are enclosed at the top via a guide mechanism (32F) by means of guide rollers around the square hole (also known as 'fair leads'), a displacement can be imposed in the transverse direction (see also figure 74). The guide mechanism (32F) also provides guidance for the vertically displaceable conduits (10J) to be deployed by using springs (32H) included therein (see Figure 74). The guidance of the resiliently supported guide mechanism (32F) during the vertical movement takes place around fixed shafts (32I) (see also figure 74). The flexible conduit (101) is further passed through a locating mechanism (32J) positioned on the box construction (8C) (also referred to as "fair leads"), also provided with roller guides, to the overlying tube (10H).
Aan de onderzijde van de rotor wordt de leiding (10J) middels het lager (32D) en een vaststaande holle cilindrische buis (32J) gekoppeld aan een in dwarsrichting gepositioneerde leiding (10K), die is aangesloten op zuigleidingen die leiden naar de verschillende grondopslag-containers (zie ook figuur 75).On the underside of the rotor, the pipe (10J) is coupled by means of the bearing (32D) and a fixed hollow cylindrical tube (32J) to a pipe (10K) positioned in the transverse direction, which is connected to suction pipes leading to the various ground storage facilities. containers (see also figure 75).
Aan de bovenzijde van de ondersteuningsconstructie van de caroussei (32A) bestaat de mogelijkheid om de hoge druk gas-accumulatoren (34A) op te nemen, van waaruit de bovenste compartimenten (33A) van de grondopslag-containers van gas kunnen worden voorzien (zie figuren 72 en 73).On the upper side of the support structure of the carousee (32A) there is the possibility of receiving the high-pressure gas accumulators (34A), from which the upper compartments (33A) of the ground storage containers can be supplied with gas (see figures 72 and 73).
De werkwijze van de baggerunit/framewerk- en grondopslag-installaties kunnen onderverdeeld in fasen als volgt worden omschreven.The working method of the dredging unit / framework and ground storage installations can be subdivided into phases as follows.
Fase 1: Vaarfase/Drijvende fasePhase 1: Sailing phase / Floating phase
De drijvende baggerunit/framewerk-installatie en de aan weerzijden hiermee verbonden drijvende grondopslag-installaties in de drijvende en/of varende fase kunnen middels bijvoorbeeld staalkabels (30B) van lieraandrijvingen (30A) in vertikale z-richting worden verbonden met een drijvend vaartuig (29) (zie ook figuur 67). De water- of gasvulling van de compartimenten in de baggerunit/framewerk-installatie is identiek aan de in figuur 52 weergegeven drijvende en/of varende fase 1 van de opzichzelfstaande autonome baggerunit/framewerk-installatie. Een mogelijk gunstige water- of gasvulling in de grondopslag-installaties van de achtereenvolgende compartimenten van framebalk-elementen (1A en 1B), ankerpontons (2A en 2B), grond-opslagcontainers (33A en 33B), gasaccumulatoren (34) alsmede de leidingen (10J) in de caroussel (32) tijdens de vaarfase, met voldoende stabiliteit is zoals weergegeven in Fase 1 van figuur 79. Teneinde tijdens de vaar- en drijvende fase van de grondopslag-installatie voldoende stabiliteit te realiseren bestaat de mogelijkheid om het gemeenschappelijke zwaartepunt naar beneden te verschuiven door zowel de accumulatoren (34) alsmede de grondopslagcontainers (33) in eerste instantie niet op de grondopslag-installatie te positioneren, maar in tweede instantie in een verdere fase hierop te bevestigen. De leidingen (1OJ) in de caroussel zullen in deze fase met lucht zijn gevuld.The floating dredging unit / framework installation and the floating ground storage installations connected to both sides in the floating and / or floating phase can be connected, for example, by steel cables (30B) of winch drives (30A) to a floating vessel (29) ) (see also Figure 67). The water or gas filling of the compartments in the dredging unit / framework installation is identical to the floating and / or floating phase 1 of the stand-alone autonomous dredging unit / framework installation shown in Figure 52. A possible favorable water or gas filling in the ground storage installations of the successive compartments of frame beam elements (1A and 1B), anchor pontoons (2A and 2B), ground storage containers (33A and 33B), gas accumulators (34) and the pipes ( 10J) in the carousel (32) during the sailing phase, with sufficient stability as shown in Phase 1 of Figure 79. In order to achieve sufficient stability during the sailing and floating phase of the ground storage installation, there is the possibility of moving the common center of gravity to by moving both the accumulators (34) and the ground storage containers (33) in the first instance, not on the ground storage installation, but in the second instance in a further phase. The pipes (10J) in the carousel will be filled with air in this phase.
De methode van water- of gasvulling van de compartimenten is identiek zoals omschreven in figuur 50.The method of water or gas filling of the compartments is identical as described in figure 50.
Fixatie van de baggerunit/framewerk-installatie en de grondopslag-installatie tijdens de drijf- en vaarfase in het horizontale xy-vlak vindt plaats door tijdelijke connectie van de onderlinge ankerpontons (2) (zie ook figuur 67).Fixation of the dredging unit / framework installation and the ground storage installation during the floating and sailing phase in the horizontal xy plane takes place by temporary connection of the mutual anchor pontoons (2) (see also figure 67).
Onderhoud- en reparatie werkzaamheden aan de ontgravingsmiddelen (16 en 17) kunnen boven het waterniveau worden uitgevoerd door achtereenvolgens de baggerunit en framewerk-installatie middels de lieren (30A) tot de maximale positie te hijsen (zie ook figuur 67) alsmede de hydraulische cilinders (8B) en de doosconstructie (8C) in de hoogste vertikale stand te positioneren (zie ook figuur 1). De voortstuwing voor de horizontale verplaatsing van het drijvend vaartuig (29) en de hiermee verbonden baggerunit/framewerk-installatie en grondopslag-installatie kan plaatsvinden middels de in de drijvende baggerunit/framewerk- en grondopslag-installaties opgenomen thrusters (6B) (zie figuren 2 en 39) al dan niet in combinatie met thrusters opgenomen in het drijvend vaartuig (29).Maintenance and repair work on the excavating means (16 and 17) can be carried out above the water level by successively lifting the dredging unit and framework installation via the winches (30A) to the maximum position (see also figure 67) as well as the hydraulic cylinders ( 8B) and position the box construction (8C) in the highest vertical position (see also figure 1). The propulsion for the horizontal displacement of the floating vessel (29) and the associated dredging unit / framework and ground storage installation can take place by means of the thrusters (6B) included in the floating dredging unit / framework and ground storage installations (see figures 2) and 39) whether or not in combination with thrusters included in the floating vessel (29).
Fase 2 : Afzinken, positioneren en verankeren baggerunit/framewerk-installatie en aan weerszijden hiermee verbonden grondopslag-installatie (zie figuren 67 en 79).Phase 2: Sinking, positioning and anchoring dredging unit / framework work and ground storage installation connected to both sides (see figures 67 and 79).
Vanuit de drijvende fase worden de baggerunit/framewerk-installatie en grondopslag-installaties afgezonken.From the floating phase, the dredging unit / framework work installation and ground storage installations are submerged.
De afzinkprocedure kan op twee manieren worden uitgevoerd.The immersion procedure can be performed in two ways.
Bij de eerste wijze van afzinken wordt eerst de baggerunit/framewerk-installatie afgezonken onder begeleiding van de vierende lieren (30A). Het afzinkproces is identiek met het afzinkproces (fase 2) van het autonome baggerunit- en framewerk, waarbij de lucht/water-vullingsgraad van compartimenten in de baggerunit en het framewerk zijn weergegeven in figuur 53A. De flexibele pijpleidingen (10J) om de caroussel (32) worden hierbij afgewikkeld totdat de installatie op de waterbodem is gepositioneerd.In the first method of sinking, the dredging unit / framework installation is first sunk under the guidance of the celebrating winches (30A). The immersion process is identical to the immersion process (phase 2) of the autonomous dredging unit and framework, with the air / water filling degree of compartments in the dredging unit and framework being shown in Figure 53A. The flexible pipelines (10J) around the carousel (32) are hereby unwound until the installation is positioned on the water bottom.
De procedures voor landing, positionering en verankering van het baggerunit- en framewerk zijn identiek als de in fase 3 en 4 omschreven procedures voor het autonome baggerunit- en framewerk.The procedures for landing, positioning and anchoring the dredging unit and framework work are identical to the procedures described in phases 3 and 4 for the autonomous dredging unit and framework work.
Nadat de baggerunit in combinatie met het framewerk zijn verankerd in de waterbodem worden de symmetrisch gelegen grondopslag-installaties afgezonken door realisering van een gunstige gas/water vullingsgraad van de compartimenten volgens fase 4 in figuur 79 in combinatie met het vieren van de op het drijvend vaartuig (29) gepositioneerde lieren (30A), die via staalkabels (30B) zijn verbonden met de grondopslag-installaties (zie figuur 67).After the dredging unit in combination with the framework is anchored in the water bottom, the symmetrically located ground storage installations are submerged by realizing a favorable gas / water filling degree of the compartments according to phase 4 in figure 79 in combination with the celebration of the floating vessel on the floating vessel (29) positioned winches (30A), which are connected via steel cables (30B) to the ground storage installations (see figure 67).
Een gunstige gas/water vullingsgraad van compartimenten van de grondopslag-installatie om het afzinkproces met voldoende stabiliteit onder water te realiseren is door achtereenvolgens het onderste compartiment van de ankerpontons (2A), het framewerk (1A en 1B) en het onderste compartiment van de grondopslag-containers (33B) volledig te vullen met water en het bovenste compartiment van de grondopslag-containers (33A) en ankerpontons (2B) alsmede de gas-accumulatoren (34) te vullen met gas (zie ook figuur 67 en fase 4 in figuur 79). Afhankelijk van de stabiliteitssituatie kan het zuigleidingnetwerk (10) volledig met water dan wel gas worden gevuld. De resulterende naar beneden gerichte gewichtskracht G2 is hierbij gelijk aan de resulterende opwaartse kracht B2 van achtereenvolgens de gas-compartimenten van de grond-opslagcontainers, bovenste compartimenten ankerpontons (2B) en de hogedruk accumulatoren (34) alsmede de naar boven gerichte waterweerstand Fw2 = Cd * V2 pv2 * A. Hierbij zijn Cd de weerstandscoefficient, p de dichtheid van water, v de vertikale snelheid en A het geprojecteerde oppervlakte loodrecht op de snelheid v (zie ook figuren 67 en 79). Eventueel kan de stabiliteit worden gecorrigeerd door de naar boven gerichte stuwkracht van de thrusters (6A).A favorable gas / water filling degree of compartments of the ground storage installation to realize the immersion process with sufficient stability under water is successively through the lower compartment of the anchor pontoons (2A), the framework (1A and 1B) and the lower compartment of the ground storage - to fill containers (33B) completely with water and to fill the upper compartment of the ground storage containers (33A) and anchor pontoons (2B) as well as the gas accumulators (34) with gas (see also figure 67 and phase 4 in figure 79) ). Depending on the stability situation, the suction line network (10) can be completely filled with water or gas. The resulting downwardly directed weight force G2 is here equal to the resulting upward force B2 of successively the gas compartments of the ground storage containers, upper compartments anchor pontoons (2B) and the high pressure accumulators (34) as well as the upward directed water resistance Fw2 = Cd * V2 pv2 * A. Here Cd is the resistance coefficient, p the density of water, v the vertical speed and A the projected area perpendicular to the speed v (see also figures 67 and 79). The stability can optionally be corrected by the thrusters' upwardly directed thrust (6A).
Ter correctie is uiteraard de positie van de schroefankers, in tegenstelling tot weergegeven in de figuren 67 en 79, boven de sleden (4A) gelegen.For correction, of course, the position of the screw anchors, in contrast to those shown in Figures 67 and 79, is situated above the slides (4A).
Na landing op de waterbodem, waarbij de kinetische energie van de grondopslag-installatie wordt opgevangen door de reeds omschreven verende slede-ondersteuningsconstructie (4), worden de grondopslag-installaties verankerd in de waterbodem. De opvang van de vertikale omhooggerichte grondreactiekrachtenAfter landing on the water bottom, whereby the kinetic energy of the ground storage installation is collected by the previously described spring-loaded carriage support structure (4), the ground storage installations are anchored in the water bottom. The reception of the vertical upward ground reaction forces
Rz-g2 op de schroefankers (5) (zie fase 3 in figuur 79) wordt gerealiseerd door het volpompen met water van het bovenste ankerponton-compartiment (2B) dan wel gebruikmakend van de vertikale naar beneden gerichte stuwkracht van de thrusters (6A).Rz-g2 on the screw anchors (5) (see phase 3 in Fig. 79) is realized by filling the upper anchor pontoon compartment (2B) with water or using the vertical downward thrusters of the thrusters (6A).
Het voordeel van opeenvolgende afzinkprocessen van achtereenvolgens de baggerunit/framewerk-installatie en opeenvolgend de beide grondopslag-installaties is dat nadat verankering van de baggerunit/framewerk-installatie heeft plaatsgevonden dit framewerk letterlijk als een anker fungeert voor de daarna af te zinken grondopslag-installaties. De uitgerolde flexibele pijpleidingen (10J) van de caroussel die als ‘geleidingsdraden1 opereren dienen wel voldoende sterkte te bezitten. Door tijdens het afzinken van de grondopslag-installaties de flexibele pijpleidingen (10J) om de caroussel onder een bepaalde spanning strak te houden, door het opwinden van de pijpleidingen om de caroussel, kan het afzinken van de grondopslag-installaties op gecontroleerde wijze plaatsvinden en sluiten de grondopslag-installaties op de bodem aan weerszijden goed aan op de baggerunit/framewerk-installatie.The advantage of successive immersion processes of successively the dredging unit / framework installation and successively the two ground storage installations is that after anchoring of the dredging unit / framework installation has taken place, this framework literally acts as an anchor for the subsequent underground storage installations. The rolled out flexible pipelines (10J) from the carousel that operate as "guide wires1" must have sufficient strength. By holding the flexible pipelines (10J) around the carousel tightly during the sinking of the ground storage installations, by winding the pipelines around the carousel, the ground storage installations can sink and close in a controlled manner the ground storage installations on the ground on both sides are well connected to the dredging unit / framework installation.
Een methode waardoor de aansluiting van de baggerunit/framewerk-installatie en de aan weerszijden hiermee verbonden grondopslag-installaties nog beter kan worden gegarandeerd is om gelijktijdig alle installaties synchroon op basis van gesynchroniseerde vierende lieren (30A) te laten afzinken (zie ook figuur 67). Doordat het systeem van installaties symmetrisch is en de resulterende opwaartse krachten B1 en B2 van alle installaties boven de resulterende onderwater gewichtskrachten G1, G2 zijn gelegen is de stabiliteit van het gehele systeem aan installaties gewaarborgd.A method whereby the connection of the dredging unit / framework work and the ground storage installations connected to both sides can be better guaranteed is to simultaneously sink all installations synchronously on the basis of synchronized celebrating winches (30A) (see also figure 67) . Because the system of installations is symmetrical and the resulting upward forces B1 and B2 of all installations are above the resulting underwater weight forces G1, G2, the stability of the entire system of installations is guaranteed.
Fase 3: Ontgraving grond en vulling grondopslag-containers met grond.Phase 3: Excavation of soil and filling of ground storage containers with soil.
Nadat de baggerunit/framewerk-installatie en de grondopslag-installaties allen zijn verankerd in de waterbodem kunnen de ontgravingsprocessen van de grond worden uitgevoerd zoals reeds uiteengezet voor de autonome baggerunit en framewerk combinatie in Fase 5 (blz 56) volgens een periodieke heen- en weergaande beweging van de baggerunit (zie figuur 56) of zoals uiteengezet in fase 7 volgens een horizontaal verplaatsbaar framewerk (zie figuur 57).After the dredging unit / framework installation and the ground storage installations are all anchored in the waterbed, the excavation processes of the soil can be carried out as already explained for the autonomous dredging unit and framework combination in Phase 5 (page 56) according to a periodic reciprocating movement of the dredging unit (see figure 56) or as explained in phase 7 according to a horizontally movable framework (see figure 57).
In de figuren 80 en 81 is schematisch een gunstige opzet weergegeven van de zuiginstallatie opgenomen in achtereenvolgens de baggerunit/framewerk-installatie en de hieraan gekoppelde grondopslag-installaties.Figures 80 and 81 schematically show a favorable set-up of the suction installation included in the dredging unit / framework installation in succession and the ground storage installations coupled thereto.
Uitgaande van de figuren 80 en 81 kan worden afgelezen dat vanuit de ontgravingsmiddelen (16,17 of 18) (punt 10.1) het grond/water mengsel via omhulsel (10B) en convergerend omhulsel (10C) (punt 10.2) naar de zuigleiding (10D) wordt gevoerd, die in de vertikaal verplaatsbare vakwerkconstructie (9C) (zie ook figuur 1) opgenomen zuigleiding (10E) vertikaal verend in- en uitschuifbaar is. Uit de figuren 80, 7 of 8 is weergegeven dat de zuigleidingen (10E) afkomstig van in dit geval vijf opeenvolgende ontgravings-middelen overgaan in één overkoepelende zuigbuis (1 OF) (punt 10.3), die vertikaal in- en uitschuifbaar is in een zuigbuis (10G) die is opgenomen in een doosvormige constructie (8C) (zie figuren 1 en 7B).From figures 80 and 81 it can be seen that from the excavation means (16, 17 or 18) (point 10.1) the ground / water mixture via casing (10B) and converging casing (10C) (point 10.2) to the suction line (10D) ), which is vertically resiliently retractable and extendable in the vertically displaceable lattice structure (9C) (see also figure 1). Figures 80, 7 or 8 show that the suction lines (10E) from in this case five consecutive excavation means pass into one overlying suction tube (1 OF) (point 10.3), which is vertically retractable and extendable in a suction tube (10G) received in a box-shaped structure (8C) (see Figures 1 and 7B).
Uit de figuren 80 en 74 kan worden afgelezen dat vier op de doosvormige constructie (8C) gepositioneerde overkoepelende zuigleidingen (10G) (punt 10.4) via een overkoepelende buis (10H) naar de aanvoer-zuigleidingen (101) (punt 10.5) van beide grondopslag-installaties wordt toegevoerd (zie ook figuren 77 en 81). De flexibele aanvoer-zuigleidingen (10J) zijn voorzien van op afstand bestuurbare kleppen K1 (zie ook figuur 81) die indien geopend het grond/water-mengsel naar betreffende grondopslag-installatie zal geleiden. In figuur 74 is af te lezen dat de aanvoer zuigleidingen (101) in dit geval zijn ondersteund door een roller-geleiding (32J), ook wel ‘fairlead’ genoemd, en een in vertikale richting beweegbare en middels veren ondersteund geleidingsmechanisme (fairlead) (32F) waardoor flexibele leidingen (10J) worden geleid, die om de cilindervormige caroussel rotor (32B) zijn gewikkeld. Aansluitend op de uitgang (punt 10.6) van de caroussel (32) wordt het grond/water-mengsel via achtereenvolgens de gemeenschappelijke leidingen (10K) (punt 10.7) (zie ook figuur 75), met daarin opgenomen de op afstand bedienbare kleppen K2 en K3, de gemeenschappelijke horizontale leidingen (10L) (punt 10.8) en vertikale leidingen (1 OM), voorzien van op afstand bediende kleppen K4 tot en met K11, doorgeleid naar de diffusors (10N) van de grond-opslagcontainers (33) (punt 10.9) alwaar het bezinkings- ofwel sedimentatieproces van gronddeeltjes plaatsvindt. Aan de uitgang van de grond-opslagcontainer (33) wordt via een convergerende uitlaatstuk (10O) het water via de uitgaande vertikale leiding (1 OP), waarin opgenomen de op afstand bedienbare kleppen K12 tot en met K15, het water via de gezamenlijke leiding (10Q) (punt 10.10) afgevoerd naar één of meerdere centrifugaalpompen (10R). Door parallelschakeling van de pompen middels op afstand bedienbare kleppen of afsluiters K16 tot en met K21 kan het debiet naar de centrifugaalpompen worden opgevoerd. Door het wegpersen van water door de centrifugaalpompen (10R) wordt een onderdruk in de grondopslag-containers gerealiseerd waardoor de zuiging van het grond/water mengsel vanuit de zuigleiding (10B) ter plaatse van de ontgravingsmiddelen (16,17,18) naar de grond-opslagcontainers (33) wordt geïnitieerd.It can be seen from figures 80 and 74 that four overhead suction lines (10G) positioned on the box-shaped structure (8C) via point umbrella (10H) to the supply suction lines (101) (point 10.5) of both ground storage installations are supplied (see also figures 77 and 81). The flexible supply suction lines (10J) are provided with remotely controllable valves K1 (see also figure 81) which, when opened, will guide the ground / water mixture to the relevant ground storage installation. In figure 74 it can be seen that the supply suction lines (101) in this case are supported by a roller guide (32J), also called 'fair lead', and a guide mechanism (fair lead) which is movable in the vertical direction and supported by springs ( 32F) through which flexible conduits (10J) are guided, which are wound around the cylindrical carousel rotor (32B). Subsequent to the exit (point 10.6) of the carousel (32), the ground / water mixture is successively connected via the common pipes (10K) (point 10.7) (see also figure 75), containing the remote-controlled valves K2 and K3, the common horizontal lines (10L) (point 10.8) and vertical lines (1 OM), provided with remote controlled valves K4 to K11, routed to the diffusers (10N) of the ground storage containers (33) (point) 10.9) where the sedimentation or sedimentation process of soil particles takes place. At the exit of the ground storage container (33), via a converging outlet piece (10O), the water is supplied via the outgoing vertical pipe (1 OP), which contains the remote-controlled valves K12 to K15, the water via the joint pipe (10Q) (point 10.10) discharged to one or more centrifugal pumps (10R). The flow to the centrifugal pumps can be increased by parallel connection of the pumps by means of remote-controlled valves or valves K16 to K21. By squeezing water away from the centrifugal pumps (10R), a vacuum is created in the ground storage containers, as a result of which the suction of the soil / water mixture from the suction line (10B) at the location of the excavation means (16, 17, 18) to the ground storage containers (33) is initiated.
In de figuren 77 en 78 zijn gunstige uitvoeringsvormen van het zuigleidingsysteem weergegeven vanaf de uitgaande zuigleiding (101) van de baggerunit/framewerk-installatie tot aan de centrifugaalpompen (10R). De configuraties van de in de figuren 77 en 78 weergegeven zuigleidingsystemen onderscheiden zich doordat in figuur 77 een vertikaal verplaatsbare zuigleiding (10F) in een omhullende zuigleiding (10G) is opgenomen en in figuur 78 een flexibele zuigleiding (10Z) is opgenomen die middels het U-vormige flexibele leidingprofiel extra lengte beschikbaar heeft voor vertikale verplaatsingen van de ontgravingsmiddelen (16,17,18).Figures 77 and 78 show favorable embodiments of the suction line system from the outgoing suction line (101) from the dredging unit / framework installation to the centrifugal pumps (10R). The configurations of the suction line systems shown in Figs. 77 and 78 are distinguished in that in Fig. 77 a vertically displaceable suction line (10F) is included in an enclosing suction line (10G) and in Fig. 78 a flexible suction line (10Z) is included which is mounted by the U -flexible flexible pipe profile has extra length available for vertical displacements of the excavating means (16, 17, 18).
Fase 4 Vullingsprocedure containersPhase 4 Container filling procedure
Opslag van de gronddeeltjes vindt plaats in de opslagcontainer (33) (zie ook de figuren 73 en 82 tot en met 86). Voor een beschrijving van het bezinkings- of sedimentatieproces van de gronddeeltjes zijn voor longitudinale vertikale doorsneden A-A vanuit het bovenaanzicht van de opslagcontainer (zie figuur 87) verschillende gunstige uitvoeringen van de opslagcontainer weergegeven. Hierbij is in figuur 87 de bovenplaat van het bovencompartiment (33A) weggelaten. Voor de eenvoud is de vorm van de opslagcontainer in de figuren 82 tot en met 86 en 87 voorgesteld als een rechthoekvormige doos, echter het spreekt voor zich dat bij grotere waterdiepten een cilindervormige opslagcontainer met half bolvormige uiteinden dan wel een complete bolvormige opslagcontainer zowel qua sterkte als voor de waterweerstand bij hijs- en bezinkoperaties gunstiger eigenschappen bezitten.Storage of the soil particles takes place in the storage container (33) (see also figures 73 and 82 to 86). For a description of the sedimentation or sedimentation process of the soil particles, for longitudinal vertical sections A-A different favorable embodiments of the storage container are shown from the top view of the storage container (see Fig. 87). Here, the upper plate of the upper compartment (33A) is omitted in figure 87. For the sake of simplicity, the shape of the storage container is shown in Figs. 82 to 86 and 87 as a rectangular box, but it goes without saying that for larger water depths a cylindrical storage container with semi-spherical ends or a complete spherical storage container in terms of strength as having more favorable properties for water resistance in hoisting and settling operations.
In figuur 82-Uitvoering A wordt het grond/water-mengsel toegevoerd via twee aan de bovenzijde aan weerszijden van de container opgenomen invoer-openingen van een diffusor (10N). Aan twee in het midden van de container gepositioneerde convergerende uitvoer-openingen (100) wordt het water via de vertikale leiding (10P) toegezogen naar de gezamenlijke afvoerleidingen (10Q) aangesloten op de zuigleidingen van de centrifugaalpompen (10R). Een gunstige uitvoering, die voorkomt dat er gronddeeltjes vanuit de grondopslag container boven een bepaalde korrelgrootte via de afvoerleidingen (10P) worden afgevoerd, bestaat uit een filter of zeef (33D) met gaten in grootte overeenkomend met de maximale toelaatbare korrelgrootte van de gronddeeltjes. De filters of zeven (33D) kunnen hierbij middels een zelfreinigende sproeier (10T) worden schoongespoten.In Fig. 82-Embodiment A, the soil / water mixture is supplied via two inlet openings of a diffuser (10N) which are accommodated at the top on either side of the container. At two converging discharge openings (100) positioned in the middle of the container, the water is sucked in via the vertical line (10P) to the joint discharge lines (10Q) connected to the suction lines of the centrifugal pumps (10R). A favorable embodiment, which prevents soil particles from being discharged from the soil storage container above a certain grain size via the discharge lines (10P), consists of a filter or sieve (33D) with holes in size corresponding to the maximum permissible grain size of the soil particles. The filters or sieves (33D) can be sprayed clean using a self-cleaning sprayer (10T).
Andere gunstige uitvoeringsvormen van de grond-opslagcontainer zijn in de figuren 83 tot en met 86 schematisch weergegeven in de achtereenvolgende Uitvoeringen B tot en met E, die zich onderscheiden door het aantal en de posities van in- (1 ON) en uitgaande (100) openingen in combinatie met horizontale bezinkplaten (1 OS) aan de bovenzijde van de opslagcontainer.Other favorable embodiments of the ground storage container are schematically shown in Figures 83 to 86 in the successive Embodiments B to E, which are distinguished by the number and positions of in- (1 ON) and outgoing (100) openings in combination with horizontal settling plates (1 OS) on the top of the storage container.
Uitvoering B: 2 ingangen (1 ON) aan de bovenzijde en 2 uitgangen (100) aan de bovenzijde inclusief bezinkplaten (1 OS) aan de bovenzijde met een relatief korte lengte (zie figuur 83).Version B: 2 inputs (1 ON) on the top and 2 outputs (100) on the top including sediment plates (1 OS) on the top with a relatively short length (see figure 83).
Uitvoering C: 2 ingangen (10N) aan de bovenzijde en 2 uitgangen (100) aan de bovenzijde inclusief bezinkplaten (1 OS) aan de bovenzijde met een relatief grotere lengte (zie figuur 84).Version C: 2 inputs (10N) on the top and 2 outputs (100) on the top including sediment plates (1 OS) on the top with a relatively longer length (see figure 84).
Uitvoering D: 2 ingangen (10N) aan de bovenzijde en 2 uitgangen (100) aan de onderzijde inclusief bezinkplaten (1 OS) aan de bovenzijde met een relatief korte lengte (zie figuur 85).Version D: 2 inputs (10N) on the top and 2 outputs (100) on the bottom including sediment plates (1 OS) on the top with a relatively short length (see figure 85).
Uitvoering E: 2 ingangen (10N) aan de bovenzijde en 2 uitgangen (100) aan de onderzijde inclusief bezinkplaten (10S) aan de bovenzijde met een relatief grotere lengte (zie figuur 86).Version E: 2 inputs (10N) on the top and 2 outputs (100) on the bottom including sediment plates (10S) on the top with a relatively longer length (see figure 86).
Teneinde het bezinkproces van de gronddeeltjes te bevorderen is in de uitvoeringen A tot en met E een diffusor (10N) opgenomen aan de intrede of ingang van de opslagcontainer. De diameter-verhouding tussen het oppervlak (loodrecht op de stroming) van de ingangsdoorsnede en het oppervlak (loodrecht op de stroming) van de uitgangsdoorsnede van de difussor (10N) is zodanig dat de snelheid van de gronddeeltjes voldoende laag is om effectief te kunnen bezinken. Het principe van bezinken is hierbij gebaseerd op de mechanismen die van toepassing zijn op de bezinkings- of sedimentatie processen , zoals die plaatsvinden in het beun van een hopperzuiger en die als zodanig zijn omschreven in de vaklitteratuur.In order to promote the settling process of the soil particles, in embodiments A to E, a diffuser (10N) is included at the entrance or entrance of the storage container. The diameter ratio between the surface (perpendicular to the flow) of the entrance cross-section and the surface (perpendicular to the flow) of the exit cross-section of the diffusor (10 N) is such that the velocity of the soil particles is sufficiently low to effectively settle . The principle of settling is based on the mechanisms that apply to the settling or sedimentation processes, such as those that take place in the hopper dredger and that are described as such in the professional literature.
In de Uitvoeringen A tot en met E zijn de stroomlijnen van de twee-fasen grond/water vloeistofstromen weergegeven tezamen met de snelheden V en zwaartekracht-versnelling g werkend op de gronddeeltjes.In the embodiments A to E the streamlines of the two-phase ground / water fluid flows are shown together with the velocities V and gravity acceleration g acting on the soil particles.
Andere mogelijke gunstige uitvoeringsvormen zijn onder andere :Other possible favorable embodiments include:
Configuratie 1: 2 ingangen aan de onderzijde en 2 uitgangen aan de bovenzijde inclusief of exclusief bezinkplaten (met variabele lengte) aan de bovenzijde. De bezinkplaten en uitgangen zijn hierbij conform de geometrie zoals weergegeven in de figuren 83 en 84.Configuration 1: 2 inputs on the bottom and 2 outputs on the top including or excluding settling plates (with variable length) on the top. The settling plates and exits hereby conform to the geometry as shown in figures 83 and 84.
Configuratie 2: 2 ingangen aan de onderzijde en 2 uitgangen aan de onderzijde inclusief bezinkplaten (met variabele lengte) aan de bovenzijde. De bezinkplaten en uitgangen zijn hierbij conform de geometrie zoals weergegeven in de figuren 85 en 86.Configuration 2: 2 inputs on the bottom and 2 outputs on the bottom including sediment plates (with variable length) on the top. The settling plates and exits hereby conform to the geometry as shown in figures 85 and 86.
Configuratie 3:1 ingang aan de bovenzijde en 1 uitgang aan de bovenzijde inclusief of -exclusief bezinkplaten (met variabele lengte) aan de bovenzijde (langere bezinkingsweg of -route). De bezinkplaten en uitgangen zijn hierbij conform de geometrie zoals weergegeven in de figuren 83 en 84.Configuration 3: 1 input at the top and 1 output at the top including or excluding settling plates (with variable length) at the top (longer settling path or route). The settling plates and exits hereby conform to the geometry as shown in figures 83 and 84.
Configuratie 4 :1 ingang aan de bovenzijde en 1 uitgang aan de onderzijde inclusief bezinkplaten (met variabele lengte) aan de bovenzijde (langere bezinkingsweg/route). De bezinkplaten en uitgangen zijn hierbij conform de geometrie zoals weergegeven in de figuren 85 en 86.Configuration 4: 1 input on the top and 1 output on the bottom including sediment plates (with variable length) on the top (longer sedimentation route / route). The settling plates and exits hereby conform to the geometry as shown in figures 85 and 86.
Configuratie 5:1 ingang aan de beneden zijde en 1 uitgang aan de bovenzijde.Configuration 5: 1 input on the bottom and 1 output on the top.
Teneinde de gronddeeltjes boven een bepaalde korrelgrootte binnen het onderste grondopslag-compartiment te houden van de grondopslag- container worden in de uitgangen (100) grondfilters of zeven opgenomen van een door de maximale korrelgrootte bepaalde gat- of zeefgrootte (zie ook figuur 82).In order to keep the soil particles above a certain grain size within the lower soil storage compartment of the soil storage container, soil filters or sieves of a hole or sieve size determined by the maximum grain size are included in the outlets (100) (see also Figure 82).
Fase 5 Vertikaal transport containersPhase 5 Vertical transport containers
De op blz 4 van deze vinding omschreven nadelen van de huidige gangbare methoden van vertikaal grondtransport onder gebruikmaking van centrifugaal-pompen kunnen worden ondervangen door het vertikale transport onder water van de - in het onderste compartiment (33B) van de grondopslag-containers (33) opgeslagen - gronddeeltjes plaats te laten vinden door de opwaartse kracht van lucht of vergelijkbare gassen, opgeslagen in het bovenste compartiment (33A) van de opslagcontainer (33) (zie ook figuur 73).The disadvantages of the current conventional methods of vertical ground transport using centrifugal pumps described on page 4 of this invention can be overcome by the vertical underwater transport of the - in the lower compartment (33B) of the ground storage containers (33) stored soil particles to take place due to the upward force of air or similar gases stored in the upper compartment (33A) of the storage container (33) (see also figure 73).
Vergelijking van de benodigde energie voor vertikaal transport tussen de huidige gangbare methoden van centrifugaalpompen en de van gas voorziene containers kan met behulp van figuur 91 worden toegelicht.Comparison of the energy required for vertical transport between the current conventional methods of centrifugal pumps and the gas-supplied containers can be explained with the aid of Figure 91.
In de figuren 89 en 90 is de cyclus afgebeeld van de verschillende periodieke procesfasen die worden doorlopen tijdens de vullingsprocedures van grond in de onderste compartimenten (33B) van de grondopslag-containers (33) en het vertikale grondtransport.Figures 89 and 90 show the cycle of the various periodic process phases that are followed during the filling procedures of soil in the lower compartments (33B) of the soil storage containers (33) and the vertical soil transport.
Gelet op de nadelen van de huidige gangbare methoden van vertikaal grondtransport onder water met als inzet centrifugaalpompen (zie uitvoering 1) kan, onder gebruikmaking van de opwaartse kracht van een gas met een soortelijke massa kleiner dan van water (onder een bepaalde omgevingstemperatuur), de grond opgeslagen in het onderste compartiment van de grond-opslagcontainer vertikaal naar boven worden getransporteerd.In view of the disadvantages of the current conventional methods of vertical ground transportation under water using centrifugal pumps (see embodiment 1), using the upward force of a gas with a specific mass smaller than that of water (under a certain ambient temperature), the soil stored in the bottom compartment of the soil storage container can be transported vertically upwards.
Procesfase 1:Process phase 1:
In procesfase 1 zijn beide compartimenten (33A en 33B) van de opslagcontainer gevuld met water met omgevingsdruk PO. Het water in het bovenste compartiment (33A) heeft een volume (V1-V2). De aan de opslagcontainer gekoppelde accumulator (34A) heeft een druk P2 en volume V2. Alle vulsystemen inclusief de compressoraandrijving staan op non-actief.In process phase 1, both compartments (33A and 33B) of the storage container are filled with water with ambient pressure PO. The water in the upper compartment (33A) has a volume (V1-V2). The accumulator (34A) coupled to the storage container has a pressure P2 and volume V2. All filling systems including the compressor drive are inactive.
Procesfase 2:Process phase 2:
Het afzinken van de opslagcontainer (33) inclusief de accumulator (34A) vindt plaats onder een constante snelheid V onder een vertikaal krachtenevenwicht bestaande uit de gewichtskracht (onder water) van de container enerzijds en de opwaartse kracht van de accumulator Fo vermeerderd met de waterweerstand Fw, ofwelThe sinking of the storage container (33) including the accumulator (34A) takes place under a constant speed V under a vertical balance of forces consisting of the weight force (underwater) of the container on the one hand and the upward force of the accumulator Fo increased by the water resistance Fw , either
Fg = Fo +Fw. - Totale opwaartse kracht Fo = Fv2 - Opwaartse kracht door accumulator Fv2 = p-w*V2*g - Soortelijke massa water p-w - Volume accumulator V2 - Acceleration gravity g - Waterweerstand opslagcontainer Fw = Cd*1/2*p-w*V2Fg = Fo + Fw. - Total upward force Fo = Fv2 - Upward force through accumulator Fv2 = p-w * V2 * g - Specific mass of water p-w - Volume accumulator V2 - Acceleration gravity g - Water resistance storage container Fw = Cd * 1/2 * p-w * V2
- Zinksnelheid opslagcontainer V - Waterweerstands coëfficiënt container Cd - Totale gewichtskracht (onder water) Fg = Fc-ow - Onderwater gewicht container Fc-ow N.B. Eventueel kan een bepaald gedeelte van het bovenste gascompartiment (33A) van de grondopslagcontainer worden ingezet ter compensatie van het onderwater gewicht van de grondopslagcontainer.- Zinc speed storage container V - Water resistance coefficient container Cd - Total weight force (under water) Fg = Fc-ow - Underwater weight container Fc-ow NB Optionally, a certain part of the upper gas compartment (33A) of the ground storage container can be used to compensate for the underwater weight of the ground storage container.
Procesfase 3Process phase 3
Eenmaal opgenomen in de opslagcontainer-installatie op de waterbodem wordt aangevangen met het uitdrijven van het water uit het bovenste compartiment (33A) tegen de omgevingsdruk P1 in via de geopende klep K5, door lucht vanuit de accumulator (34A) volgens polytrope expansie te laten toestromen via achtereenvolgens de geopende klep K1, de drukregelklep K6 die wordt geopend indien de druk groter is dan P1 en de volumestroom control klep K7 (ingesteld op een volumestroom Qv-g1). De volumestroom Qv-g1 komt overeen met de grond-toevoerstroom in het onderste compartiment (33B), in die zin dat de opwaartse kracht ten gevolge van het gas in het bovenste compartiment (33A) gelijk is aan het onderwatergewicht van de grond in het onderste compartiment (33B).Once included in the storage container installation on the water bottom, the water is expelled from the upper compartment (33A) against the ambient pressure P1 via the opened valve K5 by allowing air to flow from the accumulator (34A) according to polytrope expansion via successively the opened valve K1, the pressure control valve K6 which is opened if the pressure is greater than P1 and the volume flow control valve K7 (set to a volume flow Qv-g1). The volume flow Qv-g1 corresponds to the ground supply flow in the lower compartment (33B), in the sense that the upward force due to the gas in the upper compartment (33A) is equal to the underwater weight of the ground in the lower compartment compartment (33B).
Procesfasen 4-5Process phases 4-5
Continuering van de toevoerstroom Qv-g1 vanuit de accumulator (34A) volgens polytrope expansie via achtereenvolgens klep K1, drukregelklep K6 en volumestroom control klep K7 vindt plaats naar het bovenste compartiment (33A), resulterend in een volumevergroting V van gas in het bovenste compartiment (33A) (zie 4). Continuering van de volumestroom vindt plaats tot in procesfase 5 de totale hoeveelheid water uit het bovenste compartiment (33A) is uitgedreven tegen de omgevingsdruk P1 en het gas in het compartiment met volume (V1-V2) een druk P1 heeft. In evenredigheid hiermee is de hoeveelheid grond in het onderste compartiment (33B) toegenomen tot een waarde waarbij tijdens het opstijgen (procesfase 6) een krachtenevenwicht ontstaat tussen de totale opwaartse kracht Fo en de totale neerwaartse kracht Fg.Continuation of the supply flow Qv-g1 from the accumulator (34A) according to polytrope expansion via successively valve K1, pressure control valve K6 and volume flow control valve K7 takes place to the upper compartment (33A), resulting in a volume increase V of gas in the upper compartment ( 33A) (see 4). Continuation of the volume flow takes place until in process phase 5 the total amount of water from the upper compartment (33A) has been expelled against the ambient pressure P1 and the gas in the compartment with volume (V1-V2) has a pressure P1. In proportion to this, the amount of soil in the lower compartment (33B) has increased to a value at which during the ascent (process phase 6) a balance of forces is created between the total upward force Fo and the total downward force Fg.
De totale theoretische energie E-e (zonder energieverliezen) die uit de polytrope expansie van een gas met druk P2 naar P1 vrijkomt is tenminste gelijk aan de arbeid A om het water tegen de omgevingsdruk P1 uit het bovenste compartiment (33A) met Volume V1-V2 uit te drijven. De polytrope vrijkomende expansie energie E-e is gelijk aan het in figuur 92 weergegeven oppervlak 1234 in het P-V diagram.The total theoretical energy Ee (without energy losses) that is released from the polytrope expansion of a gas with pressure P2 to P1 is at least equal to the work A for the water against the ambient pressure P1 from the upper compartment (33A) with Volume V1-V2 off to float. The polytrope expansion energy E-e released is equal to the surface 1234 shown in Figure 92 in the P-V diagram.
De theoretische arbeid voor uitdrijving van het water is gelijk aan A = p1*(V2-V1).The theoretical work for expelling the water is equal to A = p1 * (V2-V1).
De vrijgekomen energie is gelijk aan E-e = (n/n-1)*P1*V1*[(P2/P1)(rM/n) - 1), waarbij n de polytrope exponent voorstelt.The energy released is equal to E-e = (n / n-1) * P1 * V1 * [(P2 / P1) (rM / n) - 1), where n represents the polytrope exponent.
Procesfase 6Process phase 6
Het opstijgen van de opslagcontainer (33) inclusief de accumulator (34A) vindt plaats onder een constante snelheid V onder een vertikaal krachtenevenwicht bestaande uit de totale opwaartse kracht Fo die gelijk is aan de som van de totale gewichtskracht (onder water) van de container en grond (Fg) en de waterweerstand Fw, ofwel Fo = Fg +Fw. - Totale opwaartse kracht Fo = Fv1 - Opwaartse kracht door accumulator en Fv1 = p-w*V1 *g compartiment - Volume (accumulator + compartiment) V1 - Gravitatie versnelling gThe ascent of the storage container (33) including the accumulator (34A) takes place under a constant speed V under a vertical balance of forces consisting of the total upward force Fo which is equal to the sum of the total weight force (under water) of the container and soil (Fg) and the water resistance Fw, or Fo = Fg + Fw. - Total upward force Fo = Fv1 - Upward force through accumulator and Fv1 = p-w * V1 * g compartment - Volume (accumulator + compartment) V1 - Gravitational acceleration g
- Waterweerstand opslagcontainer Fw = Cd*1/2*p-w*V2 * A- Water resistance storage container Fw = Cd * 1/2 * p-w * V2 * A
- Oppervlak opslagcontainer A (loodrecht op snelheid V) - Waterweerstands coëfficiënt container Cd- Surface storage container A (perpendicular to speed V) - Water resistance coefficient container Cd
- Zinksnelheid opslagcontainer V - Totale gewichtskracht (onder water) Fg = Fc-ow + Fs_ow - Onderwater gewicht container Fc-ow - Onderwater gewicht grond Fs-ow = (p-s - p-w)*Vg*g - Grondvolume Vg - Soortelijke massa grond p-s - Soortelijke massa water p-w- Sinking speed storage container V - Total weight force (under water) Fg = Fc-ow + Fs_ow - Underwater weight container Fc-ow - Underwater weight soil Fs-ow = (ps - pw) * Vg * g - Soil volume Vg - Specific soil mass ps - Specific mass of water pw
Procesfase 7 Legen/verwijderen grond uit containers in drijvende bakken.Process phase 7 Emptying / removing soil from containers in floating bins.
Eenmaal boven water aangekomen wordt de grond uit de container (33) gestort bijvoorbeeld in drijvende zelfvarende bakken (28) (zie ook figuur 66 en 67) bijvoorbeeld door het openen van in de container opgenomen bodemkleppen (33X) middels gebruikmaking bijvoorbeeld van hydraulische cilinders (zie figuur 90). Een andere mogelijkheid van horizontaal grondtransport vindt bijvoorbeeld plaats door het grond/water mengsel via een drijvende pijpleiding te storten op “het stort”.Once arrived above the water, the soil is dumped from the container (33), for example, into floating self-propelled containers (28) (see also figures 66 and 67), for example, by opening bottom valves (33X) accommodated in the container by using, for example, hydraulic cylinders ( see figure 90). Another possibility of horizontal ground transport takes place, for example, by pouring the soil / water mixture into a “landfill” via a floating pipeline.
Procesfase 7-8 Vullen accumulator middels een compressor met lucht tot een druk P2.Process phase 7-8 Filling the accumulator by means of a compressor with air up to a pressure P2.
Het vullen van de accumulator (34A) met lucht tot een druk P2 via de geopende klep K2 vindt plaats onder gebruikmaking van een hieraan gekoppelde compressor C, die wordt aangedreven door een motor M1. De volumestroom aan gas wordt vanuit het bovenste compartiment (33A) met aanvangsvolume V1-V2 en aanvangsdruk P1 middels polytrope compressie via de terugslagklep K8 opgeslagen in de accumulator (34A) met Volume V2 en eind druk P2. Gedurende het vullen van de accumulator (34A) neemt de druk in het bovenste compartiment (33A) van de grondopslag-container uiteindelijk af tot PO (fase 8) en neemt de druk in de accumulator (34A) uiteindelijk toe tot P2. De terugslagklep K8 zal pas openen indien de druk vanuit de compressor C groter of gelijk is aan de druk P2’ in de accumulator (34A), waarbij P1<P2’<P2 . De voor de compressie benodigde theoretische energie (zonder energieverliezen) E-c is gelijk aan het in figuur 92 weergegeven oppervlak 1234 in het P-V diagram ter waarde E-c = (n/n-1)*P1*V1*[(P2/P1)(n'1/n) - 1), waarbij n de polytrope exponent voorstelt.The filling of the accumulator (34A) with air to a pressure P2 via the opened valve K2 takes place using a compressor C coupled thereto, which is driven by a motor M1. The volume flow of gas is stored from the upper compartment (33A) with initial volume V1-V2 and initial pressure P1 via polytrope compression via the non-return valve K8 in the accumulator (34A) with Volume V2 and final pressure P2. During the filling of the accumulator (34A), the pressure in the upper compartment (33A) of the ground storage container eventually decreases to PO (phase 8) and the pressure in the accumulator (34A) finally increases to P2. The non-return valve K8 will only open if the pressure from the compressor C is greater or equal to the pressure P2 "in the accumulator (34A), where P1 <P2" <P2. The theoretical energy required for compression (without energy losses) Ec is equal to the area 1234 in the PV diagram for the value Ec = (n / n-1) * P1 * V1 * [(P2 / P1) (n '1 / n) - 1), wherein n represents the polytrope exponent.
Na het vullen van de accumulator (34A) met volume V2 tot een eind druk P2 is de luchtdruk binnen het bovenste compartiment (33A) gedaald tot de omgevingsdruk PO.After filling the accumulator (34A) with volume V2 to an end pressure P2, the air pressure within the upper compartment (33A) has fallen to the ambient pressure PO.
Procesfase 1Process phase 1
Na opening van de klep K3 wordt door de hierop aangesloten en middels motor M2 aangedreven waterpomp P met een druk juist boven de omgevingsdruk PO het gas in het onderste compartiment (33B) uitgedreven via de geopende ontluchtingsklep of ontgassingsklep K4. Hierna start de periodieke cyclus weer.After the valve K3 is opened, the water pump P connected to it and driven by motor M2 drives the gas into the lower compartment (33B) with a pressure just above the ambient pressure PO via the open vent valve or vent valve K4. After this the periodic cycle starts again.
Door in plaats van een accumulator (34A) met volume V2 en druk P2 te verbinden met het compartiment (33A) kan als gunstig alternatief worden gekozen voor een hoge gasdruk accumulator die is opgebouwd uit meerdere compartimenten elk met een volume V2 en druk P2.By connecting the compartment (33A) to the compartment (33A) instead of an accumulator (34A) with volume V2 and pressure P2, a high-pressure gas accumulator can be chosen which is made up of several compartments each with a volume V2 and pressure P2.
Uit figuur 90 kan worden afgelezen dat de periodieke cyclus van de containers vanaf fase 1 tot en met 8 in principe identiek is aan hetgeen hieraan voorafgaande is omschreven.It can be seen from Figure 90 that the periodic cycle of the containers from phases 1 to 8 is in principle identical to what has been described above.
In de fasen 3 en 4 wordt na opening van één van de kleppen K10 via de geopende klep K1 en drukregelklep 6 (die opent als druk > omgevingsdruk P1) het water onder een constante volumestroom Qv-g1 via een instelbare volumestroom klep K7 uitgedreven uit het bovenste compartiment (33A).In phases 3 and 4, after one of the valves K10 is opened via the opened valve K1 and pressure control valve 6 (which opens as pressure> ambient pressure P1), the water is expelled from the valve under a constant volume flow Qv-g1 via an adjustable volume flow valve K7. upper compartment (33A).
In de fasen 7 en 8 worden de afzonderlijke compartimenten van de hoge druk accumulator (34A) met volume V2 en druk P1 door opening van één van de kleppen K10 in combinatie met de geopende klep K2 en via de terugslagklep K8 gevoed met gecomprimeerde lucht uit de compressor C . Het gecomprimeerde gas is hierbij afkomstig van het in het bovenste compartiment (33A) opgeslagen gas met aanvangsdruk P1.In phases 7 and 8, the individual compartments of the high-pressure accumulator (34A) with volume V2 and pressure P1 are supplied by compressed air from the valve via the opening of one of the valves K10 in combination with the opened valve K2 and via the non-return valve K8 compressor C. The compressed gas here comes from the gas stored in the upper compartment (33A) with initial pressure P1.
Nadat alle afzonderlijke compartimenten (33A) van de hoge druk accumulator (34A) met Volume V2 zijn gevuld onder druk P2 wordt de hoge druk accumulator (34A) afgezonken. Hierbij dient het onderwatergewicht van de in figuur 73 weergegeven hoge druk accumulator (34A) en de fundatie (34B) voor het noodzakelijke krachtenevenwicht tijdens het afzinken gelijk te zijn aan de opwaartse kracht van het gas in de gascompartimenten van de accumulator (34A) en de water weerstandskracht Fw.After all the individual compartments (33A) of the high pressure accumulator (34A) are filled with Volume V2 under pressure P2, the high pressure accumulator (34A) is submerged. Here, the underwater weight of the high-pressure accumulator (34A) and the foundation (34B) for the required balance of forces during sinking should be equal to the upward force of the gas in the gas compartments of the accumulator (34A) and the water resistance force Fw.
Omgekeerd zal de hoge druk accumulator (34A) inclusief fundatie (34B) opstijgen nadat alle compartimenten (34A) in fase 4-5 met volumen V2 de omgevingsdruk P1 hebben gekregen. Tijdens het opstijgen van de hoge drukcilinder (34A) en fundatie (34B) zal er eveneens een krachtenevenwicht moeten zijn tussen enerzijds de totale onderwater gewichtskracht Fg van de hoge druk cilinder (34A) en fundatie (34B) alsmede de water weerstandskracht Fw en anderzijds de totale opwaartse kracht Fo ten gevolge van de totale hoeveelheid gas in de compartimenten.Conversely, the high pressure accumulator (34A) including foundation (34B) will rise after all compartments (34A) have reached ambient pressure P1 in phase 4-5 with volumes V2. During the ascent of the high pressure cylinder (34A) and foundation (34B) there must also be a balance of forces between on the one hand the total underwater weight force Fg of the high pressure cylinder (34A) and foundation (34B) as well as the water resistance force Fw and on the other hand the total upward force Fo due to the total amount of gas in the compartments.
Fase 6: Opstijgen Baggerunit/framewerk installatie en Grondopslag-installatiesPhase 6: Taking off Dredging unit / framework installation and Ground storage installations
In figuur 71 zijn de gas/water vullingen van de compartimenten behorende tot de graafinstallatie en grondopslag-installaties voor het opstijgen weergegeven. De graaf- en grondopslag installaties kunnen zowel afzonderlijk dan wel synchroon gezamenlijk als één geheel opstijgen. De stabiliteit van alle installaties is gewaarborgd, aangezien de aangrijpunten van de opwaartse krachten B1 en B2 boven de zwaartepunten van de gewichtskrachten G1 en G2 zijn gelegen. Bij de grondopslag-installaties is gekozen voor een opzet waarbij de grondopslag-containers en de accumulatoren in een eerder stadium afzonderlijk zijn opgestegen. De extra liftcapaciteit voor de grondopslag-installaties wordt bewerkstelligd door de flexibele leidingen (1OJ) van de caroussel (32) van gas te voorzien.Figure 71 shows the gas / water fillings of the compartments belonging to the excavation installation and ground storage installations for take-off. The excavation and ground storage installations can take off separately or synchronously together or as a whole. The stability of all installations is guaranteed, since the points of application of the upward forces B1 and B2 are above the centers of gravity of the weight forces G1 and G2. For the ground storage installations, a design has been chosen in which the ground storage containers and the accumulators have taken off separately at an earlier stage. The extra lift capacity for the ground storage installations is achieved by supplying gas to the flexible pipes (10J) of the carousel (32).
In figuur 79 is bij de grondopslag-installatie voor een andere opzet gekozen, waarbij zowel de accumulatoren alsmede de grondopslag-containers zijn opgenomen in de installatie. De liftcapaciteit wordt hierbij voornamelijk ontleend aan de bovenste gascompartimenten (33A) van de grondoplsag-containers. Ook in deze opzet is de stabiliteit gewaarborgd, aangezien het zwaartepunt van de grondopslag-installatie boven het gewichtszwaartepunt is gelegen. Het vullen met gas van alle compartimenten vindt plaats conform de procedure weergegeven in figuur 50.In Figure 79, a different set-up has been chosen for the ground storage installation, in which both the accumulators and the ground storage containers are included in the installation. The lift capacity is mainly derived from the upper gas compartments (33A) of the ground storage containers. Stability is also guaranteed in this setup, since the center of gravity of the ground storage installation is above the center of gravity. The filling of all compartments with gas takes place in accordance with the procedure shown in figure 50.
Uitvoeringsvorm 3 - Baggerunit/framewerk- en Grondopslag installatiesEmbodiment 3 - Dredging unit / framework and ground storage installations
In de figuren 70, 68 en 71 is de baggerunit/framewerk-installatie conform Uitvoeringsvorm 3 weergegeven voor de achtereenvolgende fasen van het afzinken van de baggerunit/framewerk-installatie gekoppeld aan de grondopslag-installatie, het baggerproces op de waterbodem en het omhoog liften van de baggerunit/framewerk-installatie gekoppeld aan de grondopslag-installatie.Figures 70, 68 and 71 show the dredging unit / framework installation in accordance with Embodiment 3 for the successive phases of the dredging of the dredging unit / framework installation linked to the ground storage installation, the dredging process on the water bottom and the raising of the the dredging unit / framework installation linked to the ground storage installation.
De baggerunit/framewerk-installatie en de grondopslag-installatie in de Uitvoeringsvorm 3 zijn identiek aan beide installaties in Uitvoeringsvorm 2, behoudens de volgende verschillen: - Behoudens de voor de vulling van compartimenten benodigde relatief kleine gas-accumulatoren zijn geen gasaccumulatoren (34) aan de bovenzijde van de caroussel benodigd voor de gasvulling van de bovenste compartimenten (33A) van de grondopslag-containers (zie figuren 68, 70, 71) - Configuratie van de grondopslag-container verschilt met de container in Uitvoering 2 doordat de verhouding tussen de opslagruimte van het onderste grondcompartiment (33B) ten opzichte van het bovenste gascompartiment groter is (vergelijk bijvoorbeeld de figuren 82 en 88). Hierbij is de opwaartse kracht van het bovenste gascompartiment (33A) bij een grondopslag-container gelijk aan het onderwatergewicht van de grondopslag-container (zie figuur 88). - De op het drijvend vaartuig (29) gepositioneerde lieren (31A) (zie ook de figuren 68 en 69) die middels staalkabels (31B) aan de bovenzijde van de grondopslag-containers (33) zijn verbonden hebben, door de afwezigheid de relatief grote gascompartimenten (33A) en de hieraan gerelateerde opwaartse kracht, een hogere trekkracht nodig voor het omhoog lichten van de grond-opslagcontainers (33) en bij een bepaalde hijssnelheid een evenredig hiermee toenemend vermogen en dienovereenkomstig grotere afmetingen.The dredging unit / framework installation and the ground storage installation in Embodiment 3 are identical to both installations in Embodiment 2, subject to the following differences: - With the exception of the relatively small gas accumulators required for filling compartments, no gas accumulators (34) are on the top of the carousel required for the gas filling of the upper compartments (33A) of the ground storage containers (see figures 68, 70, 71) - Configuration of the ground storage container differs from the container in Version 2 because the ratio between the storage space of the lower ground compartment (33B) relative to the upper gas compartment is larger (compare, for example, Figs. 82 and 88). Here, the upward force of the upper gas compartment (33A) at a ground storage container is equal to the underwater weight of the ground storage container (see figure 88). - The winches (31A) positioned on the floating vessel (29) (see also Figs. 68 and 69) which are connected by means of steel cables (31B) to the top of the ground storage containers (33) have, due to the absence, the relatively large gas compartments (33A) and the related upward force, a higher tensile force necessary for lifting the ground storage containers (33) and, at a certain hoisting speed, a correspondingly increasing power and correspondingly larger dimensions.
De operationele fasen voor Uitvoeringsvorm 3 van de baggerunit/framewerk - en grond-opslaginstallaties zijn identiek aan de operationele fasen voor Uitvoeringsvorm 2 behoudens de volgende verschillen.The operational phases for Embodiment 3 of the dredging unit / framework and ground storage installations are identical to the operational phases for Embodiment 2, subject to the following differences.
Fase 2 : Afzinken, positioneren en verankeren baggerunit/framewerk-installatie en de aan weerszijden hiermee verbonden grondopslag-installatie (zie figuren 68, 70 en 71)Phase 2: Sinking, positioning and anchoring dredging unit / framework installation and the ground storage installation connected to both sides (see figures 68, 70 and 71)
Het afzinken van de baggerunit/framewerk-installatie met de aan weerzijden hiermee verbonden grondopslag-installaties vindt plaats door een gunstige gas/water vullingsgraad van compartimenten van de baggerunit/framewerk-installatie en de grondopslag-installatie om het afzinkproces met voldoende stabiliteit onder water te realiseren. De gas/water vullingsgraad van de compartimenten van de baggerunit/framewerk-installatie is identiek aan Uitvoeringsvorm 2. Voor de grondopslag-installatie wordt een gunstige gas/water vullingsgraad gerealiseerd door achtereenvolgens het onderste compartiment van de ankerpontons (2A), het framewerk (1A en 1B) volledig te vullen met water en het bovenste compartiment van de ankerpontons (2B) alsmede de om de caroussel gewikkelde flexibele leidingen (10J) te vullen met gas (zie ook figuur 70). De resulterende naar beneden gerichte gewichtskracht G2 is hierbij gelijk aan de resulterende opwaartse kracht B2 van de flexibele leidingen (10J) en de bovenste compartimenten van de ankerpontons (2B) alsmede de naar boven gerichte waterweerstand Fw2 = Cd * Vz pv2 * A. Hierbij zijn Cd de weerstandscoefficiënt, p de dichtheid van water, v de vertikale snelheid en A het geprojecteerde oppervlakte loodrecht op de snelheid v (zie ook figuur 70). Eventueel kan de stabiliteit worden gecorrigeerd door de naar boven gerichte stuwkracht van de thrusters (6A).The dredging of the dredging unit / framework installation with the ground storage installations connected on both sides takes place by means of a favorable gas / water filling degree of compartments of the dredging unit / framework installation and the ground storage installation in order to secure the immersion process with sufficient stability under water realize. The gas / water filling degree of the compartments of the dredging unit / framework installation is identical to Embodiment 2. For the ground storage installation a favorable gas / water filling degree is realized by successively the lower compartment of the anchor pontoons (2A), the framework (1A) and 1B) to be completely filled with water and to fill the upper compartment of the anchor pontoons (2B) as well as the flexible pipes (10J) wound around the carousel with gas (see also figure 70). The resulting downwardly directed weight force G2 is hereby equal to the resulting upward force B2 of the flexible pipes (10J) and the upper compartments of the anchor pontoons (2B) as well as the upwardly directed water resistance Fw2 = Cd * Vz pv2 * A. Cd the resistance coefficient, p the density of water, v the vertical speed and A the projected surface perpendicular to the speed v (see also figure 70). The stability can optionally be corrected by the thrusters' upwardly directed thrust (6A).
Ter correctie is uiteraard de positie van de schroefankers, in tegenstelling tot weergegeven in de figuur 70, boven de sleden (4A) gelegen.For correction, of course, the position of the screw anchors, in contrast to that shown in Fig. 70, is situated above the slides (4A).
Fase 5: Vertikaal transport grondopslag-containersPhase 5: Vertical transport of ground storage containers
In de figuur 69 is weergegeven dat het vertikaal transport van de grondopslag-containers, voorzien van grond, plaatsvindt door de op de bovenzijde van de grondopslag-containers bevestigde staalkabels (31B) via de trekkrachten van de op het drijvend vaartuig (29) gepositioneerde lieren (31A). In figuur 69 zijn voor de overzichtelijkheid de caroussels weggelaten.Figure 69 shows that the vertical transport of the ground storage containers, provided with soil, takes place by the steel cables (31B) mounted on the upper side of the ground storage containers via the tensile forces of the winches positioned on the floating vessel (29) (31A). For the sake of clarity, figure 69 omits the carousels.
In vergelijking met Uitvoeringsvormen 1 en 2 is het totale rendement voor het vertikale grondtransport in Uitvoeringsvorm 3 gunstiger (zie ook figuur 91). Uitgangspunt is dat het rendement van de lieraandrijvingen η-L hoger is dan het rendement van de pompen η-ρ in Uitvoeringsvorm 1 en hoger dan de rendementen ten behoeve van de polytrope compressie η-c en expansie η-e van gas in Uitvoeringsvorm 2.In comparison with Embodiments 1 and 2, the total efficiency for the vertical ground transport in Embodiment 3 is more favorable (see also figure 91). The starting point is that the efficiency of the winch drives η-L is higher than the efficiency of the pumps η-ρ in Embodiment 1 and higher than the yields for the polytrope compression η-c and expansion η-e of gas in Embodiment 2.
In figuur 68 is het afzinken van de grondopslag-container weergegeven, waarbij het onderwater gewicht van de grondopslag container (Fg__ow) wordt gecompenseerd door de opwaartse kracht onder water (F_o) van het bovenste compartiment (33A) van de grondopslag-container (zie ook figuur 88).Figure 68 shows the sinking of the ground storage container, the underwater weight of the ground storage container (Fg__ow) being compensated by the upward force under water (F_o) of the upper compartment (33A) of the ground storage container (see also figure 88).
Fase 6: Opstijgen Baggerinstallatie en Grond-opslaginstallaties (zie figuur 71)Phase 6: Taking off Dredging installation and Ground storage installations (see figure 71)
Uitgaande van de grond-opsiaginstallatie op de waterbodem (figuur 68) vindt het opstijgen van zowel de baggerinstallatie als de grond-opslaginstallaties plaats door vulling van de bovenste (2B) en onderste (2A) compartimenten van de ankerpontons met gas en wordt het water uit de om de caroussel gewikkelde flexibele leidingen (10L) weggepompt. Het wegpompen van het water uit de flexibele leidingen (10L) vindt plaats door opening van de kleppen K2, K3 en K23 - K26 en één of meerdere pompkleppen K18 - K21 (zie ook figuur 81). Op deze wijze kan de waterweerstandskracht en het onderwatergewicht van de installaties worden overwonnen.Starting from the ground storage installation on the water bottom (Figure 68), the ascent of both the dredging installation and the ground storage installation takes place by filling the upper (2B) and lower (2A) compartments of the anchor pontoons with gas and the water is discharged. the flexible pipes (10L) wound around the carousel. The water is pumped out of the flexible pipes (10L) by opening the valves K2, K3 and K23 - K26 and one or more pump valves K18 - K21 (see also figure 81). In this way the water resistance force and the underwater weight of the installations can be overcome.
Vergelijking Uitvoeringen 1,2 en 3 met betrekking tot energierendement en beschikbaarheid.Comparison Versions 1,2 and 3 with regard to energy efficiency and availability.
Vergelijking van de drie uitvoeringen met betrekking tot de benodigde energie voor het vertikale transport van een bepaalde hoeveelheid grond per tijdseenheid levert het volgende beeld. Als primaire energiebron wordt in dit verband een electrische energiebron beschouwd, die kan zijn samengesteld uit een combinatie van een brandstofmotor en generator dan wel brandstofcellen die worden gevoed door waterstof en een zuurstof houdend medium.Comparison of the three embodiments with respect to the energy required for the vertical transport of a certain amount of soil per unit of time yields the following picture. Primary energy source in this context is considered to be an electric energy source, which can be composed of a combination of a fuel engine and generator or fuel cells that are fed by hydrogen and an oxygen-containing medium.
Uitvoering 1Execution 1
In de conventionele methode van vertikaal transport van een bepaalde hoeveelheid grond in een bepaalde tijdseenheid wordt de electrische energie van de primaire energiebron gebruikt voor de aandrijving van electromotoren, die de pompen, veelal centrifugaalpompen, aandrijven met rendement η-cp die wordt gebruikt voor het overwinnen van de leidingweerstand in de persleiding en het verhogen van de potentiële energie van het onderwater gewicht van de grond van de waterbodem naar het vloeistof oppervlak.In the conventional method of vertical transport of a certain amount of soil in a certain time unit, the electric energy of the primary energy source is used for driving electric motors, which drive the pumps, often centrifugal pumps, with efficiency η-cp that is used for overcoming of the pipe resistance in the pressure pipe and increasing the potential energy of the underwater weight of the soil from the water bed to the liquid surface.
Uitvoering 2Execution 2
Bij het vertikale transport van dezelfde hoeveelheid grond in dezelfde tijdseenheid wordt de electrische energie van de primaire energiebron gebruikt voor de aandrijving van electromotoren, die compressoren aandrijven met rendement n-c. De compressoren worden gebruikt voor compressie van gas, die onder een druk (hoger dan de omgevingsdruk) wordt opgeslagen in een accumulator met een bepaald volume. De potentiële energie van het gas in de accumulator wordt op de waterbodem gebruikt voor uitdrijving van het water uit het bovenste compartiment (33A) tegen de omgevingsdruk in middels de vrijgekomen energie door expansie van het gas met een rendement η-e. Het volume van het gascompartiment (33A) is hierbij in de regel groter dan het volume van de accumulator. Door de opwaartse kracht van het gascompartiment van de grondopslag-container over de waterdiepte vindt verhoging van de potentiële energie plaats, die gebruikt wordt voor de vertikale verplaatsing van het onderwater gewicht van de grond en de grondopslag-container van de waterbodem naar het vloeistof oppervlak en overwinning van de waterweerstand van de grondopslag-container.In the vertical transport of the same amount of soil in the same time unit, the electrical energy of the primary energy source is used for driving electric motors that drive compressors with efficiency n-c. The compressors are used for compressing gas, which is stored under a pressure (higher than the ambient pressure) in an accumulator with a certain volume. The potential energy of the gas in the accumulator is used on the water bottom to expel the water from the upper compartment (33A) against the ambient pressure by means of the energy released by expansion of the gas with an efficiency η-e. The volume of the gas compartment (33A) is generally larger than the volume of the accumulator. The upward force of the gas compartment from the ground storage container over the water depth increases the potential energy that is used for the vertical movement of the underwater weight of the ground and the ground storage container from the water bottom to the liquid surface and victory of the water resistance of the land storage container.
Uitvoering 3Execution 3
Bij het vertikale transport van dezelfde hoeveelheid grond in dezelfde tijdseenheid wordt de electrische energie van de primaire energiebron gebruikt voor de aandrijving van electromotoren, die de lieren op het drijvend vaartuig aandrijven met een rendement n-L De energie van de lieren wordt gebruikt voor verhoging van de potentiële energie van het onderwater gewicht van de grond van de waterbodem en de grondopslagcontainer naar het vloeistof oppervlak en overwinning van de waterweerstand van de grondopslag-container.In the vertical transport of the same amount of soil in the same time unit, the electric energy from the primary energy source is used for driving electric motors, which drive the winches on the floating vessel with an efficiency nL. The energy of the winches is used to increase the potential energy from the underwater weight of the soil of the water bottom and the ground storage container to the liquid surface and victory of the water resistance of the ground storage container.
In formulevorm kunnen de in figuur 91 weergegeven energievormen als volgt worden weergegeven:In formula form, the energy forms shown in Figure 91 can be represented as follows:
Energie waterweerstand container E-wwc = K1*1/2*p-w*V2*A*h Energie uitdrijven water uit container compartiment E-lc = P1 *(V1 -V2) = p-w*g*h*(V1 -V2) Energie voor leiding weerstand E-lw = K2*1/2*p-m*Vm2*Ap*hEnergy water resistance container E-wwc = K1 * 1/2 * pw * V2 * A * h Energy expelling water from container compartment E-lc = P1 * (V1 -V2) = pw * g * h * (V1 -V2) Energy for line resistance E-1w = K2 * 1/2 * pm * Vm2 * Ap * h
Energie verhogen potentiële energie onderwater gewicht grond E-pg = (p-s-p-w)*Vg*g*h Waterdiepte hIncrease energy potential energy underwater soil weight E-pg = (p-s-p-w) * Vg * g * h Water depth h
Waterweerstands coëfficiënt container K1 Leidingweerstands-coefficiënt K2Water resistance coefficient container K1 Pipe resistance coefficient K2
Geprojecteerd oppervlak container A loodrecht op snelheidProjected surface of container A perpendicular to speed
Oppervlakte doorsnede persbuis ApSurface section of pressure tube Ap
Stijgsnelheid container VAscent rate container V
Mengselsnelheid VmMixing speed Vm
Volume grond in container VgVolume of soil in container Vg
Soortelijke massa water p-wSpecific mass of water p-w
Soortelijke massa grond p-sSpecific mass of soil p-s
Soortelijke massa mengsel p-mSpecific mass mixture p-m
Energievergelijking Uitvoeringen 1,2 en 3Energy comparison Versions 1,2 and 3
Met als uitgangspunt dat het onderwatergewicht van de grondopslag-container verwaarloosbaar is ten opzicht van het onderwatergewicht van de grond kan een energievergelijking worden gemaakt van de verschillende Uitvoeringsvormen 1,2 en 3.With the starting point that the underwater weight of the ground storage container is negligible compared to the underwater weight of the ground, an energy comparison can be made of the different Embodiments 1,2 and 3.
Aangezien de energie voor het omhoog brengen van het onderwatergewicht van de grond E-pg practische gelijk is aan de energie voor het uitdrijven van het water uit het compartiment E-lc wordt het verschil in energie tussen het vertikale grondtransport middels centrifugaalpompen en lucht-compartimenten met name veroorzaakt door - de rendementsverschillen van de centrifugaalpomp η-cp (uitvoering 1) enerzijds en het product van het gascompressie rendement η-c en het gasexpansie rendement η-e (uitvoering 2) anderzijds - alsmede door het energieverlies als gevolg van de leidingweerstand (uitvoering 1) enerzijds en de waterweerstand van de container anderzijds (uitvoering 2).Since the energy for raising the underwater weight of the soil E-pg is practically equal to the energy for expelling the water from the compartment E-1c, the difference in energy between the vertical soil transport by means of centrifugal pumps and air compartments with mainly caused by - the efficiency differences of the centrifugal pump η-cp (version 1) on the one hand and the product of the gas compression efficiency η-c and the gas expansion efficiency η-e (version 2) on the other - as well as the energy loss due to the line resistance ( version 1) on the one hand and the water resistance of the container on the other (version 2).
Het totale energierendement van uitvoering 1 is gunstiger dan van uitvoering 2.The total energy efficiency of version 1 is more favorable than that of version 2.
Het totale energierendement van uitvoering 3 is gunstiger dan de energie rendementen van uitvoeringen 1 en 2 doordat het rendement η-Ι van de hijslieren naar verwachting hoger is dan het rendement η-cp van de pomp (uitvoering 1) en hoger is dan het product van het gascompressie rendement η-c en het gasexpansie rendement η-e (uitvoering 2).The total energy efficiency of version 3 is more favorable than the energy efficiency of versions 1 and 2 because the efficiency η-Ι of the hoisting winches is expected to be higher than the efficiency η-cp of the pump (version 1) and higher than the product of the gas compression efficiency η-c and the gas expansion efficiency η-e (version 2).
Met als toetsingscriteria de bruikbaarheid of inzetbaarheid van de transportinstallatie en het energierendement gaat de voorkeur uit naar uitvoering 3.With test criteria the usability or deployability of the transport installation and the energy efficiency, preference is given to implementation 3.
Bij de inzetbaarheid wordt rekening gehouden met de verstoppingen in de persleiding die zich in Uitvoering 1 als gevolg van verschil in gronddeeltjes grootten voordoen.For employability, account is taken of the blockages in the pressure line that occur in Implementation 1 as a result of a difference in soil particle sizes.
Kenmerken componenten die toepasbaar zijn in deze uitvindingFeatures components that are applicable in this invention
Algemeen zijn in deze vinding hoofdcomponenten, componenten en sub-componenten met de bijbehorende geometriën, dimensies, werkmethoden en -procedures toepasbaar en met succes inzetbaar, indien deze voldoen aan de volgende gunstige kenmerken. - FramewerkGenerally, in this invention, main components, components and sub-components with the associated geometries, dimensions, working methods and procedures are applicable and can be used successfully if they satisfy the following favorable characteristics. - Framework
Een framewerk met als kenmerken dat de geometrie en dimensies van alle hiertoe behorende componenten voldoende sterkte en stijfheid omvatten om de hierop werkende reeds omschreven belastingen te kunnen opvangen en die tezamen voldoende stabiliteit bieden om het framewerk en de hierin opgenomen baggerunit te laten afzinken of te laten opstijgen. De procedures voor achtereenvolgens het afzinken en opstijgen onder voldoende stabiliteit worden gerealiseerd door het vullen van de compartimenten van de tot het framewerk behorende componenten, waaronder de framebalken en de ankerpontons.A framework with the characteristics that the geometry and dimensions of all components belonging thereto comprise sufficient strength and rigidity to be able to absorb the loads already working on it and which together offer sufficient stability to allow the framework and the dredging unit incorporated therein to sink or allow to sink. to take off. The procedures for successively sinking and taking off under sufficient stability are realized by filling the compartments of the components belonging to the framework, including the frame beams and the anchor pontoons.
Behoudens de reeds omschreven meest gunstige flexibele uitvoering van het framewerk komen eveneens een volledig star uitgevoerd framewerk alsmede uitvoeringen tussen een volledig flexibel en star framewerk in aanmerking om te worden toegepast in deze vinding. - Framewerk-ondersteuningApart from the most favorable flexible design of the framework described above, a fully rigid frame structure as well as designs between a fully flexible and rigid framework are also suitable for use in this invention. - Framework support
Een framewerk-ondersteuning met als kenmerken dat de hierin opgenomen componenten voldoende sterkte en stijfheid omvatten dan wel voldoende kinematische vrijheidsgraden hebben om in staat te zijn om de vertikale kinetische energie van het baggerwerktuig, bestaande uit de baggerframe- en baggerunit combinatie, tijdens de landing op te vangen en bovendien het baggerwerktuig te kunnen geleiden over een onregelmatig bodemtalud dan wel, indien opgenomen in een vaartuig, de scheepsbewegingen te kunnen opvangen. - Verankering-installatieA framework support with the characteristics that the components included herein have sufficient strength and rigidity or have sufficient kinematic degrees of freedom to be able to transfer the vertical kinetic energy of the dredging tool consisting of the dredger frame and dredger unit combination during landing on to be able to guide the dredging tool over an irregular bottom slope or, if included in a vessel, to be able to absorb the ship's movements. - Anchoring installation
Een verankerings-installatie met als kenmerk dat de hierin opgenomen componenten in staat zijn om de grondreactiekrachten te kunnen opvangen gedurende de periodieke heen- en weergaande beweging van de ontgravingsmiddelen. - BaggerunitAn anchoring installation characterized in that the components included herein are capable of absorbing the ground reaction forces during the periodic reciprocating movement of the excavating means. - Dredging unit
Een baggerunit met als kenmerk dat de hierin opgenomen componenten in staat de reeds in de vinding omschreven functionaliteiten -behorende tot achtereenvolgens de horizontale- en vertikale verplaatsingsconstructies, zuigleidingnetwerk, telescopische vertikaal verplaatsingsmechanisme en ontgravingsmiddelen met het hierin geïntegreerde en vertikaal verplaatsbare zuigleidingnetwerk - te kunnen uitvoeren. - Horizontale verplaatsingsconstructie ontgravingsmiddelenA dredging unit characterized in that the components included herein are capable of carrying out the functionalities already described in the invention - belonging to successively the horizontal and vertical displacement structures, suction line network, telescopic vertical displacement mechanism and excavation means with the integrated and vertically displaceable suction line network. - Horizontal displacement construction for excavating equipment
Een horizontale verplaatsingsconstructie met als kenmerk dat de hierin opgenomen componenten in staat zijn om de - in een ondersteuningsconstructie opgenomen vertikaal verplaatsbare -ontgravingsmiddelen in horizontale richting te verplaatsen middels een geieidingsysteem met voldoende kinematische vrijheidsgraden en voldoende sterkte en stijfheid om de hierop werkende grondreactiekrachten dan wel krachten ten gevolge van een variërend bodemtalud en/of krachten ten gevolge scheepsbewegingen te kunnen weerstaan. - Geleidingsmiddelen voor het horizontale transport van de verplaatsingsconstructieA horizontal displacement construction characterized in that the components included herein are capable of displacing the vertically displaceable excavating means included in a support structure in a horizontal direction by means of a conduction system with sufficient kinematic degrees of freedom and sufficient strength and rigidity for the soil reaction forces or forces acting on them. being able to withstand a varying bottom slope and / or forces resulting from ship movements. - Guiding means for the horizontal transport of the displacement construction
Geleidingsmiddelen met de hierin opgenomen componenten voor het horizontale transport van de verplaatsingsconstructie met als kenmerk dat de zich in de longitudinale x-richting verplaatsbare verplaatsingsconstructie met de hierop werkende grondreactiekrachten zowel in het vertikale yz-vlak dan wel hoekverdraaiingen om de z-as kan opvangen. Naast de reeds omschreven verende wielstellen en rolconstructies kan hierbij worden gedacht aan geleidingsmiddelen, waarbij de werkwijze is gebaseerd op het principe van hydrodynamische drukopbouw tussen de verplaatsingsconstructie en de framebalken. - Vertikale verplaatsingsmechanisme - en constructie van de ontgravingsmiddelenGuiding means with the components included therein for the horizontal transport of the displacement structure, characterized in that the displacement structure displaceable in the longitudinal x-direction with the ground reaction forces acting on it can absorb both in the vertical yz plane or angular rotations about the z axis. In addition to the spring wheel sets and roller constructions already described, guidance means can be envisaged, the method being based on the principle of hydrodynamic pressure build-up between the displacement construction and the frame beams. - Vertical displacement mechanism - and construction of the excavating means
Een vertikaal verplaatsingsconstructie en -mechanisme, met de hierin opgenomen componenten, met als kenmerk dat er voldoende aandrukkracht op de te ontgraven grond kan worden uitgeoefend en dat er voldoende kinematische vrijheidsgraden zijn om de ontgravingsmiddelen een gewenste vertikale verplaatsing te laten ondergaan. Tevens dient het verplaatsings mechanisme voldoende vering- en demping capaciteit te bezitten om de variërende vertikale grondreactiekrachten te kunnen opvangen. - Horizontaal en vertikaal verplaatsingsmechanisme framewerkA vertical displacement structure and mechanism, with the components included therein, characterized in that sufficient pressing force can be exerted on the soil to be excavated and that there are sufficient kinematic degrees of freedom to cause the excavating means to undergo a desired vertical displacement. The displacement mechanism must also have sufficient suspension and damping capacity to be able to absorb the varying vertical ground reaction forces. - Horizontal and vertical frame mechanism displacement mechanism
Een framewerk, met de hierin opgenomen componenten, met als kenmerk dat het framewerk zowel in vertikale als horizontale richting kan worden verplaatst middels een horizontaal- en vertikaal voortstuwingssysteem. - Zuigleiding-netwerkA framework, with the components included herein, characterized in that the framework can be moved in both vertical and horizontal directions by means of a horizontal and vertical propulsion system. - Suction line network
Een zuigleiding-netwerk, met de hierin opgenomen componenten, met als kenmerk dat het leidingnetwerk geïntegreerd is opgenomen in de ontgravingsmiddelen en dat het zuigleidingnetwerk is gevrijwaard van de op de ontgravingsmiddelen uitgeoefende grondreactiekrachten. - OntgravingsmiddelenA suction line network, with the components included herein, characterized in that the line network is integrated in the excavation means and that the suction line network is protected from the soil reaction forces exerted on the excavation means. - Excavators
De ontgravingsmiddelen, met de hierin opgenomen componenten, hebben als kenmerk dat deze als modulaire units kunnen worden opgenomen in de Baggerunit. - Telescopische constructie - en mechanismeThe excavating means, with the components included herein, have the feature that they can be incorporated as modular units in the Dredging Unit. - Telescopic construction and mechanism
Een telescopische constructie, met de hierin opgenomen componenten, met als kenmerk dat de ontgravingsmiddelen en het hierin opgenomen zuigleidingnetwerk door middel van langs elkaar in- en uitschuifbare constructies in grotere waterdiepten kunnen opereren dan wel waarbij grotere ontgravingsdiepten kunnen worden gerealiseerd. - GrondopslagcontainersA telescopic construction, with the components included therein, characterized in that the excavating means and the suction line network included therein can operate in larger water depths by means of structures that can be inserted and extended along one another, or in which larger excavation depths can be realized. - Ground storage containers
Grondopslagcontainers, met de hierin opgenomen componenten, met als kenmerken dat de geometrie, sterkte en stijfheid voldoende zijn voor het vertikale transport van grond vanuit zeer grote waterdiepten. - Electrische energievoorziening aan werktuigen op de baggerunit/framewerk- en grondopslag-installatiesGround storage containers, with the components included therein, with the characteristics that the geometry, strength and rigidity are sufficient for the vertical transport of soil from very large water depths. - Electrical energy supply to equipment on the dredging unit / framework and ground storage installations
Energiesystemen, met de hierin opgenomen componenten, met als kenmerk voor de electrische energievoorziening dat de energie kan worden opgewekt vanuit een brandstofmotor-generator set op een drijvend vaartuig dan wel vanuit brandstofcellen op een drijvend vaartuig of in een afgesloten ruimte onder water, waarbij de benodigde waterstof- en zuurstof reservoirs vanuit een drijvend vaartuig kunnen worden aan- en afgevoerd.Energy systems, with the components included herein, characterized for the electrical energy supply that the energy can be generated from a fuel engine-generator set on a floating vessel or from fuel cells on a floating vessel or in a closed space under water, wherein the required hydrogen and oxygen reservoirs can be supplied and removed from a floating vessel.
Hoofdcomponenten in baggerwerktuigMain components in dredging equipment
De nummering van de in deze vinding gebruikte hoofdcomponenten kunnen als volgt worden omschreven. Alle tot de hoofdcomponenten behorende componenten zijn gecodeerd naar het nummer van de hoofdcomponenten in combinatie met een alfabetisch opeenvolgende codering. De sub-componenten zijn hierbij voorzien van een opeenvolgende numerieke codering. 1 - Framewerk 2 - Ankerponton of hoekpunt 3 - Lierinstallaties (voor longitudinale verplaatsing baggerunit) 4 - Framewerk-ondersteuning 5 - Verankering-installatie 6 - Thrusters 7 - Verptaatsings-constructie 8 - Baggerunit-ondersteuning 9 - Hydraulische vertikale verplaatsingsconstructie ontgravingsmiddelen 10- Zuigleiding-netwerk 11 - Verende ondersteuningsconstructie ontgravingsmiddelen 12 - Vakwerkverbinding-constructie 13 - Vizier-installatie ontgravingsmiddelen 14 - Ondersteuningsconstructie aandrijving ontgravingsmiddelen 15 - Aandrijvingen ontgravingsmiddelen 16 - Graafwiel-constructie 17- Drumcutter-constructie 18 - Sleepkop-constructie 19 - Verende wielstel-geleidingsconstructies 20 - Ondersteuningsconstructie telescopische installatie - op vaartuig 21 - Kabelsysteem - Telescopische installatie 22 - Hydraulische cilinderconstructie - tussen doosconstructie en baggerunit 23 - Buitenste doosconstructie telescopische installatie 24 - Hydraulische cilinderconstructie - tussen doosconstructie en vaartuig 25 - Pompsysteem met flexibele persleiding - vanuit telescopische installatie 26 - Bolscharnieren - Hydraulische cilinderconstructie (22) 27 - Drijvend vaartuig 28 - Drijvende grondopslag reservoirs 29 - Drijvende en/of zelfvarende portaalconstructie 30 - Hijslierinstallatie - Baggerunit/framewerk- en Grondopslag-installaties 31 - Hijslierinstallatie - Grondopslagcontainers 32 - Caroussel constructie 33 - Grondoplag-container installatie 34 - Accumulator constructie 35 - In dwarsrichting uitschuifbare ontgravingsmiddelen 36 - Ploeg-constructie 37 - Bodemtalud-compensator 38 - Zuiganker-constructieThe numbering of the main components used in this invention can be described as follows. All components belonging to the main components are coded to the number of the main components in combination with an alphabetically consecutive coding. The sub-components are here provided with consecutive numerical coding. 1 - Frame work 2 - Anchor pontoon or corner point 3 - Winch installations (for longitudinal displacement of dredging unit) 4 - Frame work support 5 - Anchoring installation 6 - Thrusters 7 - Positioning construction 8 - Dredging unit support 9 - Hydraulic vertical displacement construction for excavators 10- Suction pipe- network 11 - Resilient support structure for excavators 12 - Trusswork connection structure 13 - Visor installation for excavators 14 - Support structure for excavator drives 15 - Drivers for excavators 16 - Excavator wheel structure 17- Drum cutter construction 18 - Drag head structure 19 - Spring wheel set guide structures 20 - Support structure telescopic installation - on vessel 21 - Cable system - Telescopic installation 22 - Hydraulic cylinder construction - between box construction and dredging unit 23 - Outer box construction telescopic installation 24 - Hydraulic cylinder construction - between box structure and vessel 25 - Pump system with flexible pressure line - from telescopic installation 26 - Ball joints - Hydraulic cylinder structure (22) 27 - Floating vessel 28 - Floating ground storage reservoirs 29 - Floating and / or self-propelled gantry structure 30 - Hoisting winch installation - Dredging unit / framework and Ground storage- installations 31 - Hoist winch installation - Ground storage containers 32 - Carousel construction 33 - Ground storage container installation 34 - Accumulator construction 35 - Transversely extendable excavating means 36 - Plow construction 37 - Bottom slope compensator 38 - Suction anchor construction
Samenvattend heeft deze octrooiaanvrage betrekking op: Graafinstallatie omvattende één of meerdere paren van twee ontgravingsmiddelen, waarbij het ontgravingsmiddel een roterend wiel omvat en waarbij de roterende wielen van de twee ontgravingsmiddelen van een paar tegengesteld roteren om een gezamenlijke as.In summary, this patent application relates to: Excavator comprising one or more pairs of two excavating means, wherein the excavating means comprises a rotating wheel and wherein the rotating wheels of the two excavating means of a pair rotate in opposite directions about a common axis.
Graafinstallatie volgens hierboven, waarbij meerdere paren van twee graafinstallaties in een rij staan opgesteld waarbij de wielen van de graafinstallaties in de rij kunnen roteren om nagenoeg dezelfde ongeveer horizontale as.Excavator according to the above, wherein several pairs of two excavators are arranged in a row, wherein the wheels of the excavators in the row can rotate about substantially the same approximately horizontal axis.
Graafinstallatie volgens hierboven, waarbij tenminste twee rijen van paren van ontgravingsmiddelen achter elkaar staan opgesteld.Excavator according to the above, wherein at least two rows of pairs of excavating means are arranged one behind the other.
Een graafinstallatie volgens hierboven, waarbij de ontgravingsmiddelen in twee of drie rijen achter elkaar staan opgesteld.An excavating installation according to the above, wherein the excavating means are arranged in two or three rows behind each other.
Graafinstallatie volgens hierboven, waarbij de ontgravingsmiddelen van een rij versprongen staan opgesteld ten opzichte van de ontgravingsmiddelen van een andere rij.Excavator according to the above, in which the excavating means of one row are arranged offset with respect to the excavating means of another row.
Baggerwerktuig omvattende een rij van tenminste 3 sleepkoppen waarbij de sleepkoppen individueel en/of in een groep van sleepkoppen zijn verbonden met een stijve constructie welke stijve constructie is gepositioneerd boven de rij van sleepkoppen en waarbij de sleepkoppen middels een verende verbinding met de stijve constructie zijn verbonden zodanig dat een sleepkop en/of een groep van sleepkoppen een verticale belasting op de sleepkop en/of op de groep van sleepkoppen onafhankelijk van de overige sleepkoppen en/of groepen van sleepkoppen kan opvangen.Dredging tool comprising a row of at least 3 drag heads wherein the drag heads are connected individually and / or in a group of drag heads to a rigid structure, which rigid structure is positioned above the row of drag heads and wherein the drag heads are connected to the rigid structure by means of a resilient connection such that a drag head and / or a group of drag heads can absorb a vertical load on the drag head and / or on the group of drag heads independently of the other drag heads and / or groups of drag heads.
Een baggerwerktuig volgens hierboven, waarbij een tweede rij van sleepkoppen en een daarmee verbonden tweede stijve constructie achter een eerste rij van sleepkoppen en de daarmee verbonden stijve constructie staat opgesteld en waarbij de sleeprichting van de sleepkoppen van de eerste rij tegengesteld is aan de sleeprichting van de sleepkoppen van de tweede rij en waarbij beide rijen en de daarmee verbonden stijve constructie zich in verticale richting verplaatst kunnen worden ten opzichte van de andere rij en de daarmee verbonden stijve constructie.A dredging tool according to the above, wherein a second row of drag heads and a second rigid structure connected thereto is disposed behind a first row of drag heads and the rigid structure connected thereto and wherein the drag direction of the drag heads of the first row is opposite to the drag direction of the drag heads of the second row and wherein both rows and the rigid structure connected thereto can be moved in vertical direction relative to the other row and the rigid structure connected thereto.
Een baggerwerktuig volgens hierboven, waarbij een rij van sleepkoppen 3 tot met 30 sleepkoppen omvat.A dredging tool according to the above, wherein a row of drag heads comprises 3 to 30 drag heads.
Een baggerwerktuig volgens hierboven, waarbij de sleepkoppen draaibaar om een as in dwarsrichting en/of om een as in longitudinale richting met de stijve constructie zijn verbonden.A dredging tool according to the above, wherein the drag heads are rotatably connected to the rigid structure about an axis in the transverse direction and / or about an axis in the longitudinal direction.
Sleepkop omvattende een vizier welke rond een horizontale as roteerbaar is verbonden met een zuigmondstuk waarbij vizier en zuigmondstuk samen een aanzuigopening voor een grond-water mengsel van de sleepkop vormen en waarbij het zuigmondstuk via een roterende verbinding is verbonden met een afzuigbuis zodanig dat vizier en zuigmondstuk kunnen roteren om een as die zich uitstrekt in de sleeprichting van de sleepkop en waarbij de roterende verbinding is voorzien van schokabsorberende middelen in de tangentiële richting van de roterende verbinding.Drag head comprising a visor which is rotatably connected about a horizontal axis to a suction nozzle wherein visor and suction nozzle together form a suction opening for a ground-water mixture of the drag head and wherein the suction nozzle is connected via a rotary connection to a suction pipe such that visor and suction nozzle can rotate about an axis extending in the drag direction of the drag head and wherein the rotary connection is provided with shock-absorbing means in the tangential direction of the rotary connection.
Sleepkop volgens hierboven, waarbij de roterende verbinding twee gedeeltes omvat waarbij een eerste deel is verbonden met het vizier en zuigmondstuk en een tweede deel is verbonden met de afzuigbuis en waarbij beide delen zijn voorzien van een opening voor doorvoer van het grond/water mengsel welke in gebruik door de sleepkop wordt afgezogen en waarbij het eerste deel een cirkelvormig gedeelte omvat welke voorzien is van uitsparingen en kantelen en het tweede deel een cirkelvormig gedeelte omvat welke voorzien is van uitsparingen en kantelen zodanig dat wanneer het eerste deel en het tweede deel worden samengevoegd tot de roterende verbinding de kantelen van het eerste deel passen in de uitsparingen van het tweede deel en de kantelen van het tweede deel passen in de uitsparingen van het eerste deel en waarbij in deze cirkelvormige ruimte de schokabsorberende middelen aanwezig zijn tussen kantelen van het eerste deel en de kantelen van het tweede deel.Towing head according to the above, wherein the rotary connection comprises two parts, a first part being connected to the visor and suction nozzle and a second part being connected to the suction pipe and both parts being provided with an opening for passage of the soil / water mixture which in use by the drag head is suctioned and wherein the first part comprises a circular part which is provided with recesses and tilting and the second part comprises a circular part which is provided with recesses and tilting such that when the first part and the second part are joined together the rotating connection, the tilting of the first part fits into the recesses of the second part and the tilting of the second part fits into the recesses of the first part and wherein in this circular space the shock-absorbing means are present between tilting of the first part and the tilt of the second part.
Sleepkop volgens hierboven, waarbij de schokabsorberende middelen veren zijn.Drag head according to the above, wherein the shock-absorbing means are springs.
Een rechthoekig frame omvattende twee parallel gepositioneerde framewerkbalken, twee dwarsbalken en vier hoekpunten waarbij de uiteinden van de framewerkbalken en de uiteinden van de dwarsbalken verend en met bolscharnieren zijn verbonden met een hoekpunt in elk van de vier hoeken van het rechthoekig frame.A rectangular frame comprising two parallel positioned frame beams, two cross beams and four corner points wherein the ends of the frame beams and the ends of the cross beams are resilient and connected with ball joints to a corner point in each of the four corners of the rectangular frame.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de framewerkbalken, dwarsbalken en/of de hoekpunten compartimenten omvatten welke met gas en/of water gevuld kunnen worden teneinde het rechthoekig frame te kunnen laten drijven of laten afzinken tot een afgezonken toestand.A rectangular frame according to the above, wherein the frame beams, cross beams and / or the corner points comprise compartments which can be filled with gas and / or water in order to allow the rectangular frame to float or sink to a sunken state.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de compartimenten afsluitbaar zijn verbonden met een vat welke een op druk gebracht gas bevat.A rectangular frame according to the above, wherein the compartments are lockably connected to a vessel containing a pressurized gas.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de hoekpunten van het rechthoekig frame zijn voorzien van middelen om het rechthoekig frame te kunnen verankeren met de grond.A rectangular frame according to the above, wherein the corner points of the rectangular frame are provided with means for being able to anchor the rectangular frame with the ground.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de middelen om het rechthoekig frame te kunnen verankeren met de grond omvat een anker welke zich bevindt aan de onderzijde van een koker, waarbij de koker verticaal beweegbaar is gepositioneerd in een opening in het hoekpunt en waarbij een gedeelte van de koker zich uitstrekt boven het hoekpunt en een gedeelte zich uitstrekt onder het hoekpunt en waarbij het boveneinde van het gedeelte van de koker dat zich uitstrekt boven het hoekpunt is verbonden met het hoekpunt door middel van één of meerdere actuatoren.A rectangular frame according to the above, wherein the means for being able to anchor the rectangular frame with the ground comprises an anchor which is located on the underside of a tube, wherein the tube is vertically movably positioned in an opening in the corner point and wherein a part of the sleeve extends above the corner point and a portion extends below the corner point and wherein the upper end of the portion of the sleeve extending above the corner point is connected to the corner point by means of one or more actuators.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij het anker een schroefanker of een zuiganker is.A rectangular frame as above, wherein the anchor is a screw anchor or a suction anchor.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij het anker een zuiganker is welke middels een bolscharnier is verbonden met de koker.A rectangular frame according to the above, wherein the anchor is a suction anchor which is connected to the sleeve by means of a ball joint.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij aan de onderkant van het zuiganker een met tanden voorziene draaibare schijf aanwezig is.A rectangular frame according to the above, wherein a rotatable disc provided with teeth is present at the bottom of the suction anchor.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij het anker een schroefanker is omvattende een holle as waaromheen een helix vormig snijblad is gepositioneerd en waarbij in de wand van de holle as ter hoogte van het helix vormig snijblad uitstroomopeningen aanwezig zijn die in verbinding staan met een in de holle as aanwezige aanvoerleiding voor een gas of vloeistof.A rectangular frame according to the above, wherein the anchor is a screw anchor comprising a hollow shaft around which a helix-shaped cutting blade is positioned and wherein outflow openings are present in the wall of the hollow shaft at the height of the helix-shaped cutting blade which are connected to a hollow shaft supply line for a gas or liquid.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de hoekpunten van het rechthoekig frame een ondersteuningsmiddel omvatten.A rectangular frame according to the above, wherein the corner points of the rectangular frame comprise a support means.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de ondersteuningsmiddelen verend zijn verbonden met de hoekpunten en waarbij de ondersteuningsmiddelen zijn verbonden met de hoekpunten middels in verticale richting instelbare lineaire actuatoren.A rectangular frame according to the above, wherein the support means are resiliently connected to the corner points and wherein the support means are connected to the corner points by means of linear actuators adjustable in the vertical direction.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij het ondersteuningsmiddel is een slede, wiel of rupsband is.A rectangular frame according to the above, wherein the support means is a carriage, wheel, or caterpillar.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, omvattende een of meerdere thrusters welke een verticale en/of horizontale verplaatsing van het rechthoekig frame in een afgezonken toestand mogelijk maakt.A rectangular frame according to the above, comprising one or more thrusters which allows a vertical and / or horizontal displacement of the rectangular frame in a sunken state.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij het frame tevens een beweegbare brug welke brug omvat welke brug aan zijn beide uiteinden bewegend is verbonden met de twee frame werkbalken zodat een verplaatsing van de brug in de richting van beide dwarsbalken mogelijk is.A rectangular frame according to the above, wherein the frame also comprises a movable bridge, which bridge comprises which bridge is movably connected at its both ends to the two frame toolbars so that movement of the bridge in the direction of both crossbeams is possible.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de beweegbare brug is verbonden met de dwarsbalken door middel van lierkabels welke lierkabels de verplaatsing van de brug mogelijk maken.A rectangular frame according to the above, wherein the movable bridge is connected to the cross beams by means of winch cables, which winch cables make it possible to move the bridge.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de beweegbare brug aan zijn beide uiteinden een geleidingskoker omvat, waarbij door de opening van elk van de kokers een van de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken lopen zodat de beweegbare brug zich in de lengte van de framewerkbalken kan verplaatsen.A rectangular frame according to the above, wherein the movable bridge comprises at its both ends a guide tube, wherein one of the two parallel-positioned frame beams run through the opening of each of the tubes so that the movable bridge can move along the length of the frame beams.
Een rechthoekig frame volgens hierboven, waarbij de geleidingskokers aan hun binnenkant zijn voorzien van verende wielstellen.A rectangular frame according to the above, wherein the guide sleeves are provided on their inside with resilient wheel sets.
Grondtransport installatie omvattende: een afzinkbaar frame, een inlaat voor gedolven grond en/of mineralen, één of meerdere opslagcontainers geschikt voor het opslaan van gedolven grond en/of mineralen omvattende één of meerdere product inlaatopeningen welke door middel van een los te koppelen fluïdumverbinding zijn verbonden met de inlaat voor gedolven grond en/of mineralen en positioneringmiddelen welke de opslagcontainer kan positioneren op het afzinkbare frame.Ground transport installation comprising: a sinkable frame, an inlet for mined soil and / or minerals, one or more storage containers suitable for storing mined soil and / or minerals comprising one or more product inlet openings which are connected by means of a fluid connection to be disconnected with the inlet for mined soil and / or minerals and positioning means which the storage container can position on the sinkable frame.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij het frame is voorzien van middelen om het frame kunnen verankeren met de grond.Ground transport installation according to the above, wherein the frame is provided with means for being able to anchor the frame with the ground.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij het frame is voorzien van een ondersteuningsmiddel.Ground transport installation according to the above, wherein the frame is provided with a support means.
Grondtransport installatie volgens hierboven, omvattende een of meerdere middelen om het frame horizontaal onderwater te verplaatsen.Ground transport installation according to the above, comprising one or more means for horizontally moving the frame underwater.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij het frame omvat twee framewerkbalken welke met twee dwarsbalken een vierhoekig frame werk vormen.Ground transport installation according to the above, wherein the frame comprises two frame beams which form a quadrangular frame with two cross beams.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de uiteinden van de framewerkbalken en de uiteinden van de dwarsbalken verend en met een bolscharnier zijn verbonden met een hoekpunt in elk van de vier hoeken van het frame.Ground transport installation according to the above, wherein the ends of the framework beams and the ends of the cross beams are resilient and connected to a corner joint in each of the four corners of the frame with a ball joint.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de hoekpunten van het frame zijn voorzien van middelen om het frame kunnen verankeren met de grond en waarbij de hoekpunten zijn voorzien van ondersteuningsmiddelen en waarbij de middelen om het frame te kunnen verankeren met de grond verend zijn verbonden met de hoekpunten en waarbij de ondersteuningsmiddelen verend zijn verbonden met de hoekpunten.Ground transport installation according to the above, wherein the corner points of the frame are provided with means for anchoring the frame with the ground and wherein the corner points are provided with support means and wherein the means for being able to anchor the frame with the ground are resiliently connected to the corner points and wherein the support means are resiliently connected to the corner points.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de framewerk balken, dwarsbalken compartimenten omvatten welke met gas en/of water gevuld kunnen worden teneinde de grondtransport installatie te kunnen laten drijven of laten afzinken.Ground transport installation according to the above, wherein the framework beams, cross beams comprise compartments which can be filled with gas and / or water in order to allow the ground transport installation to float or sink.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de opslagcontainer verder voorzien is van een uitlaat en een inlaat voor een gas en een uitlaat voor water arm in gedolven grond en/of mineralen en waarbij tussen de product inlaat en de uitlaat voor water arm in gedolven grond en/of mineralen een bezink zone aanwezig is.Ground transport installation according to the above, wherein the storage container is further provided with an outlet and an inlet for a gas and an outlet for water poor in mined soil and / or minerals and wherein between the product inlet and the outlet for water poor in mined soil and / whether a settling zone is present in minerals.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de uitlaat voor water arm in gedolven grond en/of mineralen door middel van een fluïdumverbinding is verbonden met een centrifugaal pomp.Ground transport installation according to the above, wherein the water-poor outlet in mined soil and / or minerals is connected to a centrifugal pump by means of a fluid connection.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de product inlaat van meerdere opslagcontainers door middel van een los te koppelen fluïdumverbinding is verbonden met de toevoerleiding voor gedolven grond en/of mineralen via een carrousel verdeler welke carrousel verdeler de inlaat voor gedolven grond en/of mineralen sequentieel kan verbinden met één of meerdere product inlaten van één van de opslagcontainers gekozen uit de groep van de meerdere opslagcontainers.Ground transport installation according to the above, wherein the product inlet of a plurality of storage containers is connected by means of a fluid connection to the mined soil and / or minerals supply line via a carousel distributor, which carousel distributor can sequentially feed the mined soil and / or mineral inlet connecting to one or more product inlets of one of the storage containers selected from the group of the multiple storage containers.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de opslagcontainer is verbonden met een gas accumulator zodanig dat in gebruik gas naar de opslag container kan stromen en gas van de container naar de gas accumulator kan stromen.Ground transport installation according to the above, wherein the storage container is connected to a gas accumulator such that, in use, gas can flow to the storage container and gas can flow from the container to the gas accumulator.
Grondtransport installatie volgens hierboven, waarbij de gas accumulator meer dan één compartiment omvat met op druk gebracht gas.Ground transport installation according to the above, wherein the gas accumulator comprises more than one compartment with pressurized gas.
Opslagcontainer omvattende een opslagruimte voor gedolven grond en/of mineralen, één of meerdere product inlaatopeningen voor gedolven grond en/of mineralen, een uitlaat en een inlaat voor een gas, een uitlaat voor water arm in gedolven grond en/of mineralen en waarbij tussen de product inlaat en de uitlaat voor water arm in gedolven grond en/of mineralen een bezink zone aanwezig is en positioneringmiddelen welke geschikt zijn om de opslagcontainer te kunnen positioneren op een het afzinkbare frame.Storage container comprising a storage area for mined soil and / or minerals, one or more product inlet openings for mined soil and / or minerals, an outlet and an inlet for a gas, an outlet for water poor in mined soil and / or minerals and wherein between the product inlet and the outlet for water poor in mined soil and / or minerals a settling zone is present and positioning means which are suitable for being able to position the storage container on a sinkable frame.
Grondtransport systeem omvattende de grondtransport installatie volgens hierboven, een drijvend vaartuig omvattende hijsmiddelen welke geschikt zijn om de opslagcontainer van een op de waterbodem afgezonken grondtransport installatie naar het drijvende vaartuig te hijsen en/of te begeleiden.Ground transport system comprising the ground transport installation according to the above, a floating vessel comprising hoisting means which are suitable for hoisting and / or guiding the storage container from a ground transport installation sunken on the water bottom to the floating vessel.
Grondtransport systeem volgens hierboven, tevens omvattende een afzinkbare graafinstaliatie omvattende ontgravingsmiddelen en een uitlaat voor gedolven grond en/of mineralen welke uitlaat middels een fluïdumverbinding is verbonden met de inlaat voor gedolven grond en/of mineralen van de grondtransport installatie.Ground transport system according to the above, also comprising a sinkable excavation installation comprising excavation means and an outlet for mined soil and / or minerals, which outlet is connected by means of a fluid connection to the inlet for mined soil and / or minerals of the soil transport installation.
Grondtransport systeem volgens hierboven, waarbij de graafinstallatie een afzinkbaar frame omvat, waarbij het frame twee framewerkbalken omvat welke met twee dwarsbalken een vierhoekig frame werk vormen.Ground transport system according to the above, wherein the excavating installation comprises a sinkable frame, wherein the frame comprises two framework beams which form a quadrangular frame with two cross beams.
Grondtransport systeem volgens hierboven, waarbij de uiteinden van de framewerkbalken en de uiteinden van de dwarsbalken verend en met een bolscharnier zijn verbonden met een hoekpunt in elk van de vier hoeken van het frame.Ground transport system according to the above, wherein the ends of the frame beams and the ends of the cross beams are resilient and connected to a corner hinge with a corner point in each of the four corners of the frame.
Grondtransport systeem volgens hierboven, waarbij de hoekpunten van het frame zijn voorzien van middelen om het frame kunnen verankeren met de grond en waarbij de hoekpunten zijn voorzien van ondersteuningsmiddelen en waarbij de middelen om het frame te kunnen verankeren met de grond verend zijn verbonden met de hoekpunten en waarbij de ondersteuningsmiddelen verend zijn verbonden met de hoekpunten.Ground transport system according to the above, wherein the corner points of the frame are provided with means for anchoring the frame with the ground and wherein the corner points are provided with support means and wherein the means for being able to anchor the frame with the ground are resiliently connected to the corner points and wherein the support means are resiliently connected to the corner points.
Grondtransport systeem volgens hierboven, waarbij de framewerk balken, dwarsbalken compartimenten omvatten welke met gas en/of water gevuld kunnen worden teneinde de grondtransport installatie te kunnen laten drijven of laten afzinken.Ground transport system according to the above, wherein the framework beams, cross beams comprise compartments which can be filled with gas and / or water in order to be able to float or sink the ground transport installation.
Grondtransport systeem volgens hierboven, waarbij het frame van de graafinstallatie en het frame van de grondtransport installatie rechthoekig zijn zodat de graafinstallatie en de grondtransport installatie naast elkaar op de zeebodem gepositioneerd kunnen worden.Ground transportation system according to the above, wherein the frame of the excavation installation and the frame of the soil transportation installation are rectangular so that the excavation installation and the soil transportation installation can be positioned side by side on the seabed.
Grondtransport systeem volgens hierboven, waarbij de graafinstallatie gesandwiched is gepositioneerd tussen twee grondtransport installaties.Ground transport system according to the above, wherein the excavating installation is sandwiched between two ground transport installations.
Grondtransport systeem volgens hierboven, waarbij de inlaat voor gedolven grond en/of mineralen van de grondtransport installatie een flexibele en in lengte variërende zuigleiding omvat welke is verbonden met een verplaatsbare uitlaat voor gedolven grond en/of mineralen van de graafinstallatie.Soil transport system according to the above, wherein the inlet for mined soil and / or minerals of the soil transport installation comprises a flexible and length-varying suction line which is connected to a movable outlet for mined soil and / or minerals of the excavation installation.
Werkwijze om gedolven grond en/of mineralen van een waterbodem naar het wateroppervlak te transporteren waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: (a) laten afzinken van een met water gevulde opslagcontainer voor grond en/of mineralen vanaf een drijvend vaartuig naar een afzinkbaar frame welke zich op de waterbodem bevind, (b) vullen van de opslagcontainer met grond en/of mineralen welke in een mengsel omvattende grond en/of mineralen en water aan de opslagcontainer worden gevoed waarbij de grond en/of mineralen bezinken in de opslagcontainer en een waterstroom arm in grond en/of mineralen wordt afgevoerd vanuit de opslagcontainer, (c) het verdrijven van een gedeelte van het water uit de opslagcontainer met een gecomprimeerd gas zodat de opwaartse kracht welke zich uitoefent op de opslagcontainer wordt vergroot, (d) het opstijgen van de opslagcontainer verkregen in stap (c) naar het drijvende vaartuig, (e) het legen van de grond en/of mineralen vanuit de opslagcontainer naar een opslagruimte welke aanwezig is op het drijvend vaartuig of op een ander drijvend vaartuig, en (f) het vullen van de opslagcontainer met water zodat de neerwaartse kracht welke zich uitoefent op de opslagcontainer wordt vergroot zodat stap (a) kan worden uitgevoerd.Method for transporting mined soil and / or minerals from a water bottom to the water surface, the method comprising the steps of: (a) sinking a water-filled storage container for soil and / or minerals from a floating vessel to a sinkable frame which is on the water bottom, (b) filling the storage container with soil and / or minerals which are fed to the storage container in a mixture comprising soil and / or minerals and water, the soil and / or minerals sinking into the storage container and a water stream arm in soil and / or minerals is discharged from the storage container, (c) expelling a portion of the water from the storage container with a compressed gas so that the upward force exerted on the storage container is increased, (d) taking off the storage container obtained in step (c) to the floating vessel, (e) emptying the soil and / or minerals from the storage container to an o storage space present on the floating vessel or on another floating vessel, and (f) filling the storage container with water so that the downward force exerted on the storage container is increased so that step (a) can be carried out.
Werkwijze volgens hierboven, waarbij de lucht in stap (c) gecomprimeerd gas is welke is opgeslagen in een accumulator.A method according to the above, wherein the air in step (c) is compressed gas stored in an accumulator.
Werkwijze volgens hierboven, waarbij een gebruikte accumulator wordt vervangen door een met op druk gebracht gas gevulde accumulator welke accumulator wordt afgezonken naar het afzinkbare frame.A method according to the above, wherein an used accumulator is replaced by a pressurized gas-filled accumulator, which accumulator is sunk to the sinkable frame.
Werkwijze volgens hierboven, waarbij de accumulator meerdere van elkaar gescheiden compartimenten omvat het op druk gebracht gas welke compartimenten onafhankelijk van elkaar kunnen worden verbonden met de opslag container in stap (c).A method according to the above, wherein the accumulator comprises several compartments separated from each other, the pressurized gas, which compartments can be independently connected to the storage container in step (c).
Werkwijze volgens hierboven, waarbij de opslagcontainer in stap (a) en (d) middels kabels en lieren wordt begeleid.Method according to the above, wherein the storage container in steps (a) and (d) is guided by cables and winches.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2020312A NL2020312B1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | EXCAVATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2020312A NL2020312B1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | EXCAVATOR |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL2020312A true NL2020312A (en) | 2018-07-02 |
NL2020312B1 NL2020312B1 (en) | 2018-11-09 |
Family
ID=61952939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL2020312A NL2020312B1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | EXCAVATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL2020312B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4232903A (en) * | 1978-12-28 | 1980-11-11 | Lockheed Missiles & Space Co., Inc. | Ocean mining system and process |
US4311342A (en) * | 1978-10-30 | 1982-01-19 | Deepsea Ventures, Inc. | Dredge head with mechanical and pumping action |
EP2342385A1 (en) * | 2008-09-29 | 2011-07-13 | Dredging International | Drag head for a trailing suction hopper dredger and method for dredging using this drag head |
US20130306524A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | Michael Dudley Welch | Underwater gold processing machine |
-
2018
- 2018-01-24 NL NL2020312A patent/NL2020312B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4311342A (en) * | 1978-10-30 | 1982-01-19 | Deepsea Ventures, Inc. | Dredge head with mechanical and pumping action |
US4232903A (en) * | 1978-12-28 | 1980-11-11 | Lockheed Missiles & Space Co., Inc. | Ocean mining system and process |
EP2342385A1 (en) * | 2008-09-29 | 2011-07-13 | Dredging International | Drag head for a trailing suction hopper dredger and method for dredging using this drag head |
US20130306524A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | Michael Dudley Welch | Underwater gold processing machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL2020312B1 (en) | 2018-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL2018377B1 (en) | METHOD FOR PLACING A WINDMILL | |
BE1020071A5 (en) | METHOD FOR PROVIDING A FOUNDATION FOR A MASS FIXED AT HEIGHT AND A POSITIONING FRAME FOR CARRYING OUT THE METHOD. | |
NO311639B1 (en) | Method and apparatus for moving rocks and loose masses under water | |
CN106132819B (en) | For marine mining car to be transmitted into the equipment in water body and by it from water body recovery | |
CN110099845B (en) | Self-propelled self-elevating ship | |
EP2961891B1 (en) | Device for collecting oil | |
JPH10508270A (en) | Multifunctional offshore exploration and / or development drilling method and apparatus | |
NO136306B (en) | ||
JP2015511283A (en) | Offshore wind farm (OWP) positioned stationary and methods and means for its assembly, transportation, installation and service | |
NO170894B (en) | EQUIPMENT FOR AA SEPARATE PIPE-FOUNDED FOUNDATION PILLOWS UNDERWATER | |
CN106133251A (en) | For gathering mineral reserve from sea bed at big depth and described mineral reserve be delivered to marine mining vehicle and the method for pontoon | |
CN105626963A (en) | Channel-type hanging submarine pipeline slinging treatment device and construction method thereof | |
WO2015173477A1 (en) | System for forming an artificial wave | |
NO136683B (en) | ||
NL2020312B1 (en) | EXCAVATOR | |
NL8301831A (en) | DEVICE FOR LIGHTING AND REMOVING THE UNDERFRAME OF ANY DISPOSED OFFSHORE CONSTRUCTION. | |
WO2004045775A1 (en) | Dredging, scouring, excavation and cleaning | |
CN213625592U (en) | Lifting, placing and anchoring device for leveling frame in riprap leveling ship | |
USRE28945E (en) | Method and apparatus for excavating settled body of solids | |
US4033465A (en) | Pipe handling system for vessels | |
EA036640B1 (en) | Deck hoist tractor for an unmanned offshore platform | |
CN202865842U (en) | Multifunctional pile establishing machine | |
NL2018072B1 (en) | A RECTANGULAR FRAME | |
NL2018069B1 (en) | EXCAVATOR | |
NO143755B (en) | FRATELAND PLATFORM. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20200101 |