NL7901450A - Zelfinstellende zuigkop. - Google Patents

Description

------ .

- - -1- ' 9 : "70 5913

Reba 3.Y.

Dordrecht

Zelfinstellende zuigkop

De uitvinding heeft betrekking op een zuiginrichting voor een ; vaartuig, in het bijzonder een sleephopperzuiger, waarbij een zuigkop via een zuigbuis in verbinding staat net een pompinrichting op het schip.

Om bij een dergelijke sleephopperzuiger eeen constant, optimaal 5 zuigdebiet te kunnen waarborgen, moeten onder alle omstandigheden de bedendruk d.v.z. de druk, waarmee de zuigkop op de boden rust en ook de snelheid waarmee de zuigkop zich over de bodem van de watermassa verplaatst, zoveel mogelijk constant worden gehouden. Factoren, die op een constante bodendruk en een constante snelheid een nadelige invloed hebben, zijn in 10 de eerste plaats een onregelmatig bodemprofiel en bovendien scheepsbeve-; gingen, zoals stampen, rollen of slingeren en deinen.

Bij sleephopperzuigers, waarbij de zuigbuis scharnierend ..an het schip is opgehangen en achterwaarts omlaag naar de boden van da watermassa reikt, is het bekend om de invloed^van verticale scheepsbevegingen op de 15 bodemdruk te nivelleren door gebruik te maken van z.g. deiningscompensa- toren. Het gewicht van de schuin omlaag reikende zuigbuis wordt hierbij gedeeltelijk opgenomen door een of meer aan de zuigbuis bevestigde hijs-draden, die via genoemde deiningscompensatoren zijn geleid.

Is de bodem van de watermassa niet vlak, maar bijvoorbeeld golf-20 vormig geprofileerd, dan zal, zelfs indien op deze wijze de bodemdruk vrijwel constant kan worden gehouden, het zuigdebiet niettemin nadelig worden • beïnvloed, daar de verplaatsingssnelheid van de zuigkop zich afhankelijk van de plaatselijke bodeshelling wijzigt. Bij het helling-opwaarts verplaatsen van de zuigkop, komt de zuigbuis vlakker te liggen, hetgeen een 25 relatieve vertraging van de zuigkop tot gevolg heeft en andersom bij het helling-afwaarts bewegen van de zuigkop, zal de helling van de zuigbuis • worden vergroot en daardoor de zuigkop met in verhouding hogere snelheid over de bodem worden verplaatst.

' 7 ? "· 14 5 0 £ Λ.

ί, -2- w

De uitvinding beoogt een zuiginrichting van de in de aanhef be-I s-chreven soort, waarbij noch bodemprofileringen, noch scheepsbewegingen, zoals stampen en deinen, een merkbare invloed uitoefenen op de bodemdruk _ van de zuigkop en op de hirontale verplaatsingssnelheid daarvan.

5 Hiertoe is volgens de uitvinding de zuigkop telescopisch gekoppeld a ·' met een verticaal gehouden, onderste 'zuigbuisdeel, waarbij middelen zijn ] aangebracht voor het, afhankelijk van het plaatselijke bodem niveau, ge-\ richt op het handhaven van een gekozen bodemdruk van de zuigkop, in of | uitschuiven van de telescopische zuigkop.

10 ; De zuigkop kan derhalve het bodemprofiel volgen, nl. omhoog en j : omlaag telescoperend ten opzichte van het onderste deel van de zuigbuis, waarbij hellingsverschillen van de zuigbuis, die snelheidsverschillen van de zuigkop tot gevolg zouden hebben, niet optreden,

In nadere uitwerking van de uitvinding kan de zuiginrichting zijn voor- t * 15 . zien van een in de bewegingsrichting van het schip voor de zuigkop werk- ; zame bodemprofiel-aftastinrichting, ingericht als seingever aan een bestur-' ringseenheid voor de bodemdruk-instelmiddelen.

i De bodemprofiel-aftastinrichting kan volgens de uitvinding zijn

φ I

; voorzien van een bodem-aftastrol en derhalve mechanisch werken 1 of ook kan 20 j volgens de uitvinding de bodemaftastinrichting zijn voorzien van een op | zichzelf bekend echolood. :

» 1 J

j De bodemdruk-instelmiddelen kunnen volgens de uitvinding een hijs- · I werktuig, zoals een lier, omvatten, waarvan de hijskabel met de zuigkop is \ i verbonden. De hijskabel kan worden geleid over een deiningscompensator, in' 25 beginsel bestaande uit een hydro-pneumatische cilinder met een zuiger en ; een vijdraaiende keerrol aan het vrije einde van de zuigerstang, waarbij i ? ! de hijskabel over de keerrol is geleid en de axiale stand van de zuiger |in de cilinder door middel van de besturingseenheid instelbaar is. Daar- bij kan het stuursignaal, afkomstig van de bodem-aftastrol of van het 30 ' echolood, aan de besturingseenheid worden toegevoerd, die de zuiger en dus . de keerrol van de deiningscompensator omhoog of omlaag verplaatst, zodat via de hijskabel de zuigkop wordt opgetrokken of wordt neergelaten.

In plaats van gebruik te maken van een lier en een deiningscompensator „kunnen de bodemdruk-instelmiddelen een drijftank omvatten, waarmee de.

790 1 *50 -3- * «ï * ^ • f zuigkop direct is verbonden en waarvan de balistwaterinhoud regelbaar is met behulp van de besturingseenheid. In dit geval wordt het van de aftast-rol of het echolood afkomstige signaal toegevoerd aan een besturingseenheid, die via êên of meer leidingen hetzij pneumatisch, hetzij hydraulisch, 5 de ballastwaterinhoud en daardoor de drijfhoogte van de zuigkop regelt.

Teneinde te waarborgen, dat het onderste deel van de zuigbuis steeds zoveel mogelijk verticaal wordt gehouden en daardoor de zuigkop zuiver verticale telescoopbewegingen kan maken, kan het onderste, verticale zuigbuisdeel mede zijn opgehangen aan een sleepdraad, die via een op het 10 voorschip, althans op een in langsrichting van het schip gezien, vo6r de zuigkop gepositioneerde deiningscompensator is geleid. Deze deiningscompensator kan, gericht op het verticaal houden van het onderste zuigbuisdeel, bestuurbaar zijn door middel van een.besturingseenheid, welke stuursignalen kan ontvangen van een seingever in de vorm van een op het onderste zuig-15 buis deel hsrestigde hoekstandmeter. '

De verticale stand van althans het onderste deel van de zuigbuis, is derhalve belangrijk voor het constant houden van de voorwaartse beweging van de daaronder hangende zuigkop. Verder is ook de plaats van de zuigkop . onder het schip van belang. Bij‘een sleephopperzuiger wordt bij voorkeur 20 de pompinrichting nabij de machinekamer, dus op het achterschip opgesteld, zodat voor de aandrijving van de pompen gebruik kan worden gemaakt van de aandrijfmotoren van het schip. Elke andeis plaatsing van de pompen, zoals midscheeps of op het voor schip, brengt hogere investeringskosten met zich mee, aangeizen daarbij voor ingewikkelde overbrengingen of een aparte pomp-25 aandrijving moet worden gezorgd. Het ophangpunt van de zuigbuis bevindt zich . in het algemeen steeds vlakbij de pompinrichting, zodat de keuze van de ; plaats van de pompinrichting mede bepalend is voor de plaats van aansluiting van de zuigbuis op het schip. De ten aanzien van stampbewegingen van het ‘ schip meest gunstige plaats van aansluiting van de zuigbuis is midscheeps, 30 aangezien hier het efect van deze scheepsbewegingen op de zuigbuis minimaal is. Midscheepse plaatsing van de pompkamer komt alleen voor bij grotere, duurdere schepen, zoals z.g. "Twin'hoppers". De goedkoopste constructieve 1 7901450 - f l ; i- , “ { - oplosang is derhalve de plaatsing van de pompkamer en de aansluiing van de , zuigbuis op het achterschip. Een bezwaar hiervan is echter, dat de zuigbuis i de manoeuvreerbaarheid en koersstabiliteit van het schip nadelig beïnvloedt.

| Bovendien kunnen deining en stampbevegingen van het schip invloed hebben op •5 de stand van de zuigbuis en daardoor op de horizontale verplaatsingssnelheid | van de zuigkop.

i Volgens de uitvinding kan het onderste, verticale zuigbuisdeel met i de zuigkop zich ongeveer midscheeps onder het schip bevinden en via een te-I lescopisch, hellend, bovenste zuigbuisdeel zijn verbonden met de pompin-10 [richting op het achterschip. Deze constructieve oplossing is goedkoop, de invloed van verticale scheepsbevegingen op de stand van de zuigbuis is tot ; een minimum beperkt en de manoeuvreerbaarheid en koersstabiliteit van he.t j schip worden niet nadelig beïnvloed.

1 Ter verduidelijking van de uitvinding zullen, onder verwijzing 15 naar de tekening, enige uitvoeringsvoorbeelden van de zuiginrichting worden jbeschreven.

| De figuren 1-3 geven schematische zijaanzichten van een sleepjopper- I zuiger.

j In de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 is eèn zuigkop .1 ongeveer i * 20 ; midscheeps opgehangen onder een sleephopperzuiger 2, welke in de met de 'pijl V aangegeven richting in een watermassa boven een bodem 3 vaart.De zuigkop 1 is via een telescoopverbinding 4 gekoppeld met het onderste deel l5 van een zuigbuis, welk zuigbuisdeel 5 via een flexibel bochtstuk 6 is ;verbonden met een hellend, bovenste zuigbuisdeel 7, waarin een telescoop 8 25 '.is opgenomen. De aansluiting 9 van de zuigbuis 5* 7 op het schip 2 be- \ [vindt zich op het achterschip, waar ook de (niet-afgeheelde) grondpomp is ·opgesteld. Het aansliitpunt 9 hangt aan een lier 10. De zuigbuis 5» 7 is > 0 londer het schiu 2 opgehangen met behulp van een hijsdraad 11a en een lier ]»· - ; 30 · ] Het onderste zuigbuisdeel 5 wordt in de verticale werkstand ge- 4 [houden door middel van een lier 13 en een sleepdraad 12, waarvan de span- • ning wordt gecontroleerd door een deinings compensator 1U met een keer-rol 15, waarover de sleépdraad 12 is geleid. De deiningscompensator 1^· wordt hiertoe ingesteld met behulp van een besturingseenheid. 16, die via l * i * 79 0 1 4 50 .-5-- i---: “ ” ; ' eén leiding 17a een signaal ontvangt van een hoekstandmeter 17» die aan het onderste zuigbuisdeel 5 is bevestigd. Neigt het zuigbuisdeel 5 tot kantelen, dan wordt dit door de hoekstandmeter 17 waargenomen, resulterend ' in een correctiesignaal 17a aan de besturingseenheid 16, die voor het •5 aantrekken of vieren van de sleepdraad 12 de keerrol 15 van de deinings- * : compensator 1¾ omhoog of omlaag doet bewegen.

Voor het instellen en constant houden van een bodemdruk D bij de l • zuigkop 1, is de zuigkop 1 opgehangen aan een hijsdraad 18, die via een ! leirol 18a over een keerrol 21 van een deiningscompensator 20 is geleid 10 , naar een lier 19· De spanning in de draad 18, derhalve het omhoog en het omlaag bewegen van de zuigkop 1 in de telescoop 4, geschiedt met behulp : van de deiningscompensator 20 en gecontroleerd door een besturingseenheid ί 22. De besturingseenheid 22 ontvangt via een leiding 23 hiertoe signalen : van een signaalgever 2h in de vorm van een plunjer, waarvan de zuigerstang 15 25 is verbonden met een hefboom 26, die aan het vrije einde een bodem- ; aftastrol 27 draagt. In de uitvoeringsvorm.van figuur 1 geschiedt het af-j tasten van het bodemprofiel derhalve langs mechanische weg.

In figuur 2 is een variant weergegeven, waarbij het af laten van het bodemprofiel geschiedt met een op zichzelf bekend echolood 28, waar-20 van de stuursignalen via een geleiding 23 de besturingseenheid 22 voor de . deiningscompensator 20 bereiken. De plek van peiling door middel van het echolood 28 moet zo dicht mogelijk voor de plaats van de zuigkop 1 geschieden, waarbij er steeds voor moet worden gezorgd, dat tussen het moment van waarneming en het bereiken van de^w^arnemingsplaats door^de zuig-25 ; kop 1 voldoende tijd verstrijkt om de bodem-instelmiddelen 18, 19, 20, 21 • en 22 de gelegenheid te geven om te functioneren. Dit laatste geldt na-; tuurlijk ook voor de mechanische bodemprofiel-aftastinrichting volgens ; figuur 1.

, In figuur 3 is een variant weergegeven, waarbij voor het hand- 30 . haven van een vrijwel constante bodemdruk D geen gebruik wordt gemaakt van ‘ een hijskabel 18 en een door een besturingseenheid 22 gecontroleerde deiningscompensator 20, maar waarbij gebruik wordt gemaakt van een drijftank 29* De drijftank is via een leidingenstelsel 30 verbonden met een besturingseenheid 31, die evenals de besturingseenheid.22 in de uitvoerings- 790 1 450 4 b· -6- 1—; ; 1 ! . een I vormen volgens figuren _1 en 2, stuursignalen kan ontvangen van bodem- f aftastinrichting. In de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 vordt de bodem- druk B van de zuigkop 1 bepaald door de hoeveelheid ballastwater 32 in : de drijftank 29, welke drijftank 29 vast is verbonden met de zuigkop 1 en 5 . met de zuigkop 1 ten opzichte van het onderste, verticale zuigbuisgedeelte | 5 op en neer kan bewegen door de zich binnen de dri^tank bevindende teles- j coopkoppeling k. .

i Bij de zuigmrichting voor sleephopperzuigers volgens de uitvin- i * ; ding is de invloed van het bodemprofiel en van scheepsbewegingen op de 10 i bodemdruk en op de horizontale verplaatsingssnelheid van de zuigkop 1 tot een minimum beperkt, zodat een optimaal zuigdebiet kan worden gegarandeerd, j Ook scheepsbewegingen hebben op de bodemdruk en op de verplaatsingssnel-j heid van de zuigkop minimale invloed, daar deze worden opgevangen in het i bovenste, hellende zuigbuisdeel 7. Daarbij kan de aansluiting 9 van de » 15 ; zuigbuis 5) 7 zich bij het achterschip bevinden, zodat de grondpomp vlak- . bij de machinekamer kan worden opgesteld en de investeringskosten wat dit j betreft laag kunnen worden gehouden. De positie van de zuigkop 1 is in . hoofdzaak midscheeps, zodat deze ook geen nadelige invloed heeft op de manoeuvreerbaarheid en de stabiliteit van het schip 2.

t * t

J

* 4 i ' : 790 1 4 50

Claims (6)

1. Zuiginrichting voor een vaartuig, in het bijzonder een sleep- « , hopperzuiger, vaarbij een zuigkop via een zuigbuis in verbinding staat met een pompinrichting op het schip, met het kenmerkr dat de zuigkop ; telescopisch is gekoppeld met een verticaal gehouden, onderste zuig-5 ! buisdeel, vaarbij middelen zijn aangebracht"voor het, afhankelijk van het | plaatselijke bodemniveau, gericht op het handhaven van een gekozen bodem-; druk van de zuigkop, in-of uitschuiven van de telescopische zuigkop.

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door een in de be- , vegingsrichting van het schip voor de zuigkop werkzame bodemprofiel-10 ; aftastinrichting, ingericht als seingever aan een besturingseenheid voor I de bodemdruk-instelmiddelen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de i bodem-aftastinrichting is voorzien van een bodem-af tastrol. U. Inrichting volgas conclusie 1 of 2, met het. kenmerk, dat bodem- 15 aftastinrichting is voorzien van een echolood. ' t : 5. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het ' kenmerk, dat de bodemdruk-instelmiddelen een hijsverktuig omvatten, vaar-. van de hijskabel met de zuigkop is verbonden. . 6. Inrichting volgens conclusie 5» met het kenmerk * dat de hijs- 20 kabel is geleid over een deiningscompensator, in beginsel bestaande uit een hydro-pneumatische cilinder met een zuiger en een vrij-draaiende keer-rol aan het vrije einde van de zuigerstang, vaarbij de hijskabel over de : keerrol is geleid en de axiale stand van de zuiger in de cilinder door middel van de besturingseenheid instelbaar is.

7. Inrichting volgens een van de conclusies 1-¾, met het kenmerk, : dat de bodemdruk-instelmiddelen een drijf tank omvatten, waarmee de zuigkop direct is verbonden en waarvan de ballast-waterinhoud regelbaar is met behulp van de besturingseenheid.

8. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het 30 kenmerk, dat het onderste, verticale zuigbuisdeel mede is opgehangen aan 790 1 ^50 1 . )» * -8- f i-:-----: 1 » I · I ‘éen sleepdraad, die via een op het voorschip, althans op een in langs-richting van het schip gezien, voor de zuigkop gepositioneerde deinings-compensator is geleid. . 9· Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de deinings- ' compensator, gericht op het vertikaal houden van het. onderste zuig- "buisdeel, bestuurbaar is door middel van een besturingseenheid, velke i « stuursignalen kan ontvangen van een seingever in de vorm van een op het i 4 . i onderste zuigbuisdeel bevestigde hoekstandmeter.

10. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het I * 1 : kenmerk, dat het verticale zuigbuisdeel en de de zuigbuis zich ongeveer midscheeps onder het schip bevinden en via een telescopisch, hellend, ; bovenste zuigbuisdeel zijn verbonden met de pompinrichting op het achter- ! schip. • i • I • 1 i ! , j i 790 1 4 50