NL9400168A - Werkwijze voor het baggeren met een hopperzuiger alsmede hopperzuiger daarvoor. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het baggeren met een hopperzuiger alsmede hopperzuiger daarvoor

De uitvinding betreft het baggeren door middel van een hopperzuiger. Bij een dergelijke wijze van baggeren zijn de functies van het baggeren door middel van het opzuigen van het baggermateriaal, de tijdelijke opslag (in de beun van de hopperzuiger), het transport van het opgebaggerde materiaal en het lossen daarvan geïntegreerd in de hopperzuiger.

Aan de ene kant brengt een dergelijke gang van zaken voordelen mee, die samenhangen met de mobiliteit van een hopperzuiger. Onder de voorwaarde dat het waterlichaam waarin de baggerwerkzaamheden moeten worden uitgevoerd diep genoeg is, kan de hopperzuiger direct worden ingezet. Het is niet nodig om persleidingen te voorzien voor het transport van het opgebaggerde materiaal: dankzij de tijdelijke opslag in de beun van de hopperzuiger kan deze zelf voor de afvoer zorgdragen.

Aan de andere kant is de wijze van baggeren door middel van een hopperzuiger gebonden aan zeer specifieke voorwaarden. Zo moeten de hierboven genoemde functies volgens een bepaald vastliggend patroon worden uitgevoerd. Afwijkingen van dat patroon zijn niet mogelijk en daardoor is de flexibiliteit van een hopperzuiger in dit opzicht beperkt.

Daarbij komt dat een hopperzuiger kapitaalintensief is. Slechts bij een relatief hoge produktie kan daarom pas het gewenste rendement worden bereikt. Daarom moet een evenwicht gevonden worden tussen enerzijds de tijdsduur die nodig is voor het opzuigen van het baggermateriaal, en anderzijds de tijdsduur die nodig is voor het heen en weer varen tussen baggerlocatie en losplaats. Indien de losplaats ver verwijderd is van de baggerlocatie, is de produktie relatief laag vanwege de lange vaartijden.

Doel van de uitvinding is daarom het baggeren met een hopperzuiger te ontdoen van de beperkende nadelen zoals hierboven genoemd. Dat wordt bereikt door middel van een werkwijze omvattende het opzuigen van het baggermateriaal met behulp van de zuiginstallatie van de hopperzuiger, het toevoeren van het opgezogen baggermateriaal aan de beun van de hopperzuiger en de beun van tenminste één ander minder kapitaalintensief vaartuig, het wegvaren van de hopperzuiger en het andere vaartuig van de plaats waar het baggermateriaal is opgezogen naar een plaats voor het lossen daarvan, alsmede het vervolgens lossen van het baggermateriaal uit zowel de hopperzuiger als het andere vaartuig op de losplaats.

Aangezien bij de werkwijze volgens de uitvinding het opgebaggerde materiaal wordt verdeeld over de beun van de hopperzuiger zelf alswel die van een ander vaartuig, kan de zuiginstallatie relatief lang in bedrijf zijn. Daardoor wordt een gunstiger verhouding bewerkstelligd tussen de tijd gedurende welke de hopperzuiger effectief baggerwerkzaamheden uitvoert, en de vaartijd benodigd voor de af voer. Gevolg daarvan is dat de produktie toeneemt, en daardoor het rendement eveneens. Bovendien kan dat andere vaartuig aanzienlijk minder kapitaalintensief zijn dan de hopperzuiger zelf, hetgeen gunstig is voor de kostprijs van het werk.

Het laden van de beun van de hopperzuiger en het andere vaartuig kan op verschillende wijzen geschieden. Volgens een goede mogelijkheid wordt eerst de beun van tenminste een ander vaartuig volledig geladen met baggermateriaal, waarna tegelijkertijd zowel dat vaartuig wegvaart alsmede de beun van de hopperzuiger wordt geladen. Bij diep gelegen waterbodems kan het voor het zuigproces gunstiger zijn om eerst de hopperzuiger te beladen en daarna de andere vaartuigen. Het andere vaartuig kan daartoe zijn voorzien van eigen voortstuwingsmiddelen, maar ook is het mogelijk om dat vaartuig te verplaatsen door middel van een sleepboot.

Volgens een verdere mogelijkheid wordt eerst de beun van een eerste ander vaartuig volledig geladen, waarna tegelijkertijd zowel het eerste andere vaartuig wegvaart alsmede de beun van een tweede ander vaartuig volledig wordt geladen, waarna tegelijkertijd zowel het tweede andere vaartuig wegvaart en de beun van de hopperzuiger wordt geladen. Op dezelfde wijze kunnen ook meer dan twee andere vaartuigen worden ingezet. Een dergelijke gang van zaken is in het bijzonder gunstig indien de vaar-snelheid van de andere vaartuigen enerzijds, en die van de hopperzuiger anderzijds zich zodanig verhouden dat de hopperzuiger is teruggekeerd op de plaats voor het opzuigen van het baggermateriaal op ongeveer hetzelfde tijdstip dat het eerste ander vaartuig daar is teruggekeerd. Het is ook mogelijk om de hopperzuiger uitsluitend voor het beladen te gebruiken en het transport van het baggermateriaal door de andere vaartuigen te laten plaatsvinden.

Teneinde het andere vaartuig tijdens baggerbedrijf van de hopperzuiger te kunnen laden, moet dit vaartuig op een zekere gelijkblijvende afstand in de buurt blijven. Dat kan bij voorbeeld doordat dat andere vaartuig tijdens het laden van zijn beun onafhankelijk van de hopperzuiger meevaart met de hopperzuiger en door middel van een dynamisch gepositioneerde arm wordt geladen. Als alternatief is het ook mogelijk om het andere vaartuig tijdens het laden van zijn beun mee te slepen achter de hopperzuiger.

In de hiervoor genoemde mogelijkheden voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding is steeds sprake geweest van het achter elkaar laden van de beun van hopperzuiger en een of meer andere vaartuigen. Het is echter ook mogelijk om het opgezogen baggermateriaal tegelijkertijd aan de beun van zowel de hopperzuiger als van één of meerdere andere vaartuigen toe te voeren. Het voordeel hiervan is dat bij een bepaald debiet van de zuiginstallatie de beunbelasting in elk van de beunen lager is dan in het geval telkens slechts een beun tegelijk wordt beladen. Bij een lage beunbelasting kan het opgebaggerde materiaal beter bezinken, hetgeen de produktie ten goede komt. De beunbelasting is een maat voor de beunvulsnelheid en is de verhouding tussen het toegevoerde debiet Q en het beunoppervlak Ab (= produkt breedte B maal lengte L van de beun), nl. Q/Ab. Bij een lage beunbelasting kan het opgebaggerde materiaal beter bezinken, waardoor de overloopverliezen afnemen, hetgeen de beladingsproduktie ten goede komt.

De uitvinding betreft tevens een hopperzuiger die geschikt is voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. Deze hopperzuiger is voorzien van een persleiding voor het laden van opgezogen baggermateriaal, waarbij in de persleiding zich een splitsing bevindt waarvan de ene tak leidt naar de beun van de hopperzuiger, en de andere tak aan-sluitbaar is op de beun van een ander vaartuig. Bij voorkeur is in elke tak een afsluiter voorzien.

Tevens kan een dynamisch gepositioneerde uithouder zijn voorzien welke de op een ander vaartuig aansluitbare of boven een laadopening manoeuvreerbare tak draagt.

Vervolgens zal aan de hand van enkele in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden de uitvinding nader worden toegelicht.

Figuur 1 toont een schematisch bovenaanzicht van een eerste variant van de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 2a en 2b tonen een schematisch bovenaanzicht van een tweede en derde variant.

Figuur 3 toont een hopperzuiger voor toepassing bij de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 4 toont een mogelijk tijdschema behorend bij de werkwijze volgens de uitvinding.

In het bovenaanzicht van figuur 1 is een in zijn geheel met 1 aangeduide hopperzuiger weergegeven, alsmede een met 2 aangegeven hulpvaar-tuig. De hopperzuiger 1 bezit zuigarmen 3» door middel waarvan het baggermateriaal wordt opgezogen. Dat opgezogen materiaal wordt vervolgens met behulp van een leiding 4, die is opgehangen aan een uithouder welke scharnierend is aangebracht op het dek van de hopperzuiger 1, overgebracht in het hulpvaartuig 2.

Hopperzuiger 1 en hulpvaartuig 2 hebben elk een eigen aandrijving, en kunnen daardoor onafhankelijk, los naast elkaar varen. De uithouder waarop de leiding k is aangebracht, is op bekende wijze dynamisch gepositioneerd, zodanig dat ook bij enige zeegang steeds de gewenste afstand van de uithouder ten opzichte van het hulpvaartuig 2 is verzekerd.

In de in figuur 2a getoonde variant is een hulpvaartuig 5 toegepast, dat voortgesleept wordt achter de hopperzuiger 1. Ook hier is een leiding 6 voorzien tussen hopperzuiger 1 en hulpvaartuig 5. via welke leiding 6 het door middel van de zuigbuizen 3 opgezogen baggermateriaal wordt overgebracht. In dit geval behoeft het hulpvaartuig 5 geen eigen aandrijving te hebben; het kan een bak zijn die, nadat hij van de hopperzuiger 1 is losgekoppeld, wordt weggesleept door middel van een sleep-vaartuig.

De derde variant van figuur 2b toont andere vaartuigen welke aan beide zijden en achter de hopperzuiger worden beladen. In de eerste en tweede variant van figuur 1 en 2a is het mogelijk, dat de hopperzuiger tijdelijk zijn eigen beun belaadt in de tijd dat de beladen vaartuigen 2 of 5 verwisseld worden voor vaartuigen 2 of 5 met een lege beun. In de derde variant, zie figuur 2b, kan doorgegaan worden met het beladen van een ander vaartuig, indien één van de andere vaartuigen met een volle beun verwisseld wordt met één die een lege beun heeft. Dan is het ook niet nodig, dat de beun van de hopperzuiger bij het verwisselen van één van de vaartuigen tijdelijk beladen wordt of in ieder geval kan dan de tijdelijke beunbelasting van de beun van de hopperzuiger kleiner zijn dan in de eerste en tweede variant van figuur 1 en 2a.

In het zij-aanzicht van figuur 3 is de hopperzuiger gedeeltelijk in doorsnede weergegeven. De zuigbuis 3 is op bekende wijze neergelaten op de bodem van het waterlichaam waarin zich de hopperzuiger 1 bevindt. Door middel van de pomp 7 kan het opgezogen baggermateriaal op bekende wijze via leiding 8 opgenomen worden in de beun 9 van de hopperzuiger 1. De beun bezit een overloopkanaal 10, via welk kanaal het opgebaggerde water kan worden afgevoerd.

Verder is in de beun een geperforeerde leiding 11 aangebracht, door middel waarvan het opgebaggerde baggermateriaal uit de beun kan worden gezogen door pomp 7» en via de stijgleiding 12 af gegeven kan worden aan de tak 13 waarop bijvoorbeeld een persleiding kan worden aangesloten.

Volgens de uitvinding bezit de hopperzuiger een leiding 4 via welke het opgebaggerde baggermateriaal niet in de beun 9 wordt gebracht, maar wordt toegevoerd aan een hulpvaartuig. De leiding 4 is daartoe opgenomen op een uithouder 14, die verzwenkbaar is aangebracht op het dek van de hopperzuiger 1.

Wanneer de uithouder 14 naar buiten is gezwenkt kan, zoals weergegeven in figuur 1, een naast de hopperzuiger 1 varend hulpvaartuig 2 worden geladen.

Verder bezit de hopperzuiger 1 een naar de achterzijde lopende leiding 15, waarop de in figuur 2 getoonde leiding 6 kan worden aangesloten waarmee een achter de hopperzuiger voortgesleept of op eigen aandrijving voortbewegend vaartuig 5 kan worden geladen.

In de diverse leidingen zijn kleppen 16 aangebracht, waarmee de verschillende afvoermogelijkheden voor het baggermateriaal kunnen worden geselecteerd.

Desgewenst kunnen er tevens kleinere leidingen aangebracht zijn om een deel van het debiet te kunnen verpompen zonder kans op verstoppingen.

In het in figuur 4 weergegeven schema is een voorbeeld van het tijdsverloop van de werkwijze volgens de uitvinding getoond. De blokken 17, 18 en 19 betreffen het baggerbedrijf van de hopperzuiger. In het weergegeven tijdschema wordt gedurende tijdsinterval 17 een eerste hulpvaartuig A beladen met baggermateriaal. Zodra dat hulpvaartuig volledig geladen is, vaart dit, zoals aangeduid met blok 20, weg. Gedurende tijdsinterval 21 wordt het hulpvaartuig A geleegd, en in tijdsinterval 22 vaart het hulpvaartuig A terug naar de hopperzuiger om opnieuw geladen te worden.

Nadat de hopperzuiger in tijdsinterval 17 het eerste hulpvaartuig A heeft geladen, zet de hopperzuiger in tijdsinterval 18 zijn zuigactivi-teiten voort, en belaadt daarbij het tweede hulpvaartuig B. Nadat dit volledig beladen is vaart dit in tijdsinterval 23 weg, lost in tijdsinterval 24, en vaart terug in tijdsinterval 25.

Vervolgens laadt de hopperzuiger C in tijdsinterval 19 zijn eigen beun. Tijdsinterval 26 betreft het wegvaren van de hopper, 27 het lossen en 28 het weer terugvaren daarvan.

De hulpvaartuigen A, B zullen over het algemeen een minder hoge vaarsnelheid kunnen ontwikkelen dan de hopperzuiger C zelf. Het gevolg daarvan is dat de hopperzuiger C in tijdsinterval 28 ongeveer te zelfder tijd op de baggerplaats terugkeert als het eerste hulpvaartuig A in tijdsinterval 22. Zoals aangegeven kan vervolgens de hopperzuiger in interval 29 het eerste hulpvaartuig A weer laden, waarbij zich de gehele cyclus herhaalt.

Het is ook mogelijk om twee, drie of meer vaartuigen A en B tegelijkertijd te beladen en daarna hopperzuiger C te beladen. Zie figuur 2b. Afhankelijk van de afstand van laadplaats tot losplaats en de vaarsnel-heid van vaartuigen A of B en hopperzuiger C kunnen meer hulpvaartuigen D, E etc. door de hopperzuiger C geladen worden alvorens de hopperzuiger zelf geladen wordt en naar de losplaats vaart.

Een andere variant is de hopperzuiger zelf eerst geheel of gedeeltelijk te beladen alvorens vaartuigen A, B etc. te beladen. Dan kan, zonder de lengte van de zuigbuis aan te passen, toch in grotere diepten baggermateriaal worden opgezogen.

Zoals hierboven met betrekking tot het in figuur 4 getoonde tijdschema beschreven, worden de eerste en tweede hulpvaartuigen A, B en de hopperzuiger C afzonderlijk geladen. Volgens een voordelige variant van de werkwijze kan ook telkens een hopperzuiger tegelijkertijd met een der hulpvaartuigen worden beladen. De stroomsnelheid van het verpompte medium in elk van de beunen van deze vaartuigen blijft daarbij beperkt, waardoor een zeer goede bezinking is verzekerd. In dat geval is het stroomschema zoals afgebeeld in figuur 4 echter niet van toepassing.

Een ander voorbeeld van de werkwijze is dat de hopperzuiger met een lege beun of met een gedeeltelijke of geheel gevulde beun wordt gebruikt om uitsluitend één of meer hulpvaartuigen A, B, D etc. afzonderlijk na elkaar herhaaldelijk te beladen en dat nadat het betreffende baggerwerk of een deel daarvan gereed is, de hopperzuiger indien geladen, naar de losplaats vaart en daar zijn lading lost.

Claims (14)

1. Werkwijze voor het baggeren met een hopperzuiger, omvattende het opzuigen van het baggermateriaal met behulp van de zuiginstallatie van de hopperzuiger, het toevoeren van het opgezogen baggermateriaal aan tenminste de beun van een ander vaartuig, het wegvaren van het andere vaartuig van de plaats waar het baggermateriaal is opgezogen naar een plaats voor het lossen daarvan, alsmede het vervolgens lossen van het baggermateriaal uit het andere vaartuig op de losplaats.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende tevens het laden van de beun van de hopperzuiger, het wegvaren van de hopperzuiger naar de losplaats, alsmede het lossen van de hopperzuiger op de losplaats.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij eerst de beun van tenminste een ander vaartuig volledig wordt geladen met baggermateriaal, waarna tegelijkertijd zowel dat vaartuig wegvaart alsmede de beun van de hopperzuiger wordt geladen.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3* waarbij eerst de beun van een eerste ander vaartuig volledig wordt geladen, waarna tegelijkertijd zowel het eerste andere vaartuig wegvaart alsmede de beun van een tweede ander vaartuig volledig wordt geladen, waarna tegelijkertijd zowel het tweede andere vaartuig wegvaart en alsmede de beun van de hopperzuiger wordt geladen.

5· Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij eerst de beun van de hopperzuiger geheel of gedeeltelijk wordt beladen, waarna tenminste één of meer vaartuigen achtereenvolgend en/of tegelijkertijd door de pompin-stallatie van de hopperzuiger volledig worden beladen.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5. waarbij de vaarsnelheid van de andere vaartuigen enerzijds, en die van de hopperzuiger anderzijds zich zodanig verhouden dat de hopperzuiger is teruggekeerd op de plaats voor het opzuigen van het baggermateriaal op ongeveer hetzelfde tijdstip dat het eerste ander vaartuig daar is teruggekeerd.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een ander vaartuig tijdens het laden van zijn beun onafhankelijk van de hop- perzuiger meevaart met de hopperzuiger.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een ander vaartuig tijdens het laden van zijn beun door middel van de hopperzuiger wordt voortbewogen.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het opgezogen baggermateriaal naar meer dan één ander vaartuig tegelijkertijd aan de beun van de respectievelijke vaartuigen wordt toegevoerd.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het opgezogen baggermateriaal tegelijkertijd aan de beun van zowel de hopperzuiger als van één of meerdere andere vaartuigen wordt toegevoerd.

11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij eerst de beun van de hopperzuiger tenminste gedeeltelijk wordt beladen, en dat vervolgens tenminste een gedeelte van de lading van de beun van de hopperzuiger wordt toegevoerd aan tenminste de beun van een ander vaartuig.

12. Hopperzuiger voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, voorzien van een persleiding voor het laden van opgezogen baggermateriaal, waarbij in de persleiding zich één of meer splitsingen bevinden waarvan de ene tak leidt naar de beun van de hopperzuiger, en de andere tak/takken aansluitbaar is/zijn op de beun van één of meerdere andere vaartuigen.

13. Hopperzuiger volgens conclusie 12, waarbij in elke tak een afsluiter is voorzien.

14. Hopperzuiger volgens conclusie 12 of 13, waarbij een dynamisch gepositioneerde uithouder is voorzien welke de op een ander vaartuig aansluitbare tak draagt.