NO154531B - Fremangsmaate og anordning for fjernelse av sedimenter paa dypt vann. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fjernelse av sedimenter på dypt vann ved hjelp av et fritthengende suge-rør, som på sin ende oppviser et sugehode som senkes langsomt ned i sedimentene, idet midler som befinner seg på sugehodet for å løsgjøre sedimentene beveges.

Oppfinnelsen angår dessuten en anordning for gjennomføring av denne fremgangsmåten, hvilken anordning omfatter et flytende element som et sugerør henger i, idet det på den undre ende av sugerøret befinner seg et sugehode som de bevegelige midler for å løsgjøre sedimentene befinner seg på.

Fra DE-OS 2.707.899 er kjent en transportinnretning som oppviser et transportrør, idet den nedre ende av røret er bevegelig og griper tett inn i en sylinder. Mellom sylinderen og enden av transportrøret er anordnet en drivinnretning, ved hjelp av hvilken de to deler kan beveges frem og tilbake i forhold til hverandre. Denne bevegelse frem og tilbake skjer ikke bare for å oppnå en pumpevirkning, men også for å oppnå høyfrekvente vibrasjoner. Slike vibrasjoner skal fremme ned-trengningen i det slag som skal transporteres og forhindre at det dannes kanaler. Dette formål oppnås imidlertid i praksis bare delvis.

Denne ulempe forekommer også ved den transportinnretning som

er beskrevet i tysk patentansøkning nr. P 28 41 203.5, som i likhet med den ovenfor nevnte innretning benytter vibrasjoner for å løsgjøre bunnmaterial. Vibrasjonene utføres av en vibrasjonssikt som har konisk form, med en nedover rettet

spiss, idet vibrasjonsretningen er loddrett. En slik innretning er ikke i stand til med tilfredsstillende resultat å løsgjøre fast og slamlignende sedimenter i vann, slik det f.eks. forekommer i Rødehavet på store dyp, og særlig ikke dypt nede i sedimentet, men hovedsakelig bare langs overflaten, der sedimentet er tilstrekkelig flytende.

US-PS 3.226.854 viser redskap for oppsamling av mineraler på havbunnen. Redskapene utgjøres av elementer som har for stor horisontal utstrekning til å kunne trenge ned i bunnen. Sugerørene som redskapene er festet til er dessuten leddet, hvilket gjør det umulig å utøve noe kraft via sugerørene.

US-PS 3.620 572 angår også oppsamling av mineraler på havbunnen, idet det benyttes et sugerør med et sugehode som ved

hjelp av trinser ruller langs havbunnen. Det er således ikke tale om noen nedtrengning i bunnen, og sugerøret kan ikke be-tegnes som fritthengende, og det utøves ingen kraft via suge-røret .

US-PS 3.748.760 angår oppsamling av løst material, f.eks. sand eller grus, på havbunnen, idet det benyttes et transportrør som nederst har en skrape eller øse som føres sideveis inn i materialet. Materialet som derved oppsamles i skrapen eller øsen føres til overflaten ved hjelp av et fluid, f.eks. luft, under trykk, som ledes ned til skrapen eller øsen gjennom en egen ledning. Styring av skrapen eller øsen skjer ved hjelp av kabler og vinsjer. Patentet angår således ikke et sugehode .

US-PS 3.949.496 angår en oppsugningsanordning med et sugehode og et sugerør som er opphengt i kabler, idet lengden av kab-lene justeres for å kompensere for bevegelser av overflate-fartøyet. Fjernelsen av material skjer ikke ved langsom bevegelse av sugehodet ned i bunnen. Det utføres derimot en justering av høyden til den pumpe som sugerøret befinner seg pa .

De anførte skrifter angår således oppsugning ved hjelp av redskap som befinner seg hovedsakelig i konstant høyde. Bare US-PS 3.949.496 beskriver redskap som trenger ned i bunnen, og dette redskap arbeider utelukkende ved at det suges.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en fremgangsmåte for fjernelse av sedimenter under vann ved hjelp av et fritthengende sugerør, og slik at faste, slamlignende sedimenter på en enkel og effektiv måte kan fjernes også i dypere sjikt av sedimentene.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved hjelp av en fremgangsmåte som kjennetegnes ved at sugehodet, som omfatter et hus med åpninger, samt elementer som kan utføre vippebevegelser om hovedsakelig horisontale akser i områdene ved åpningene, aktiveres ved at sugehodet beveges opp og ned mens det beveges sideveis, slik at elementene vekselvis svinges ut fra det øvre og nedre parti av åpningene, for løsgjøring av sedimentene og å lede disse inn gjennom åpningene.

Dette har den store fordel at det fritthengende sugerør anvendes for overføring av bevegelsesenergien for å drive midlene for løsgjøring, slik at det derved ikke trengs noen energitilførsel ved hjelp av trykkvannsledninger eller elektriske kabler. Dessuten blir derved kompliserte driv-motorer i sugehodet unødvendig.

Oppfinnelsens prinsipp kan i praksis anvendes på to forskjel-lige måter, av hvilke den ene består i at sugerøret dreies i sin øvre ende, og den annen består i at sugerøret beveges kontinuerlig opp og ned. Eventuelt kan disse to bevegelses-måter kombineres. På grunn av den store vekt til det fritthengende sugerør er ingen store hastigheter mulig, men de krefter som kan overføres til den nedre ende av sugerøret er betydelige. Ved nedsenkning av et sugerør kan vekten av suge-røret og de elementer som er festet til dette, slik som sugehodet eller lignende, utnyttes, for å drive nedover langs en skråflate midler for løsgjøring, f.eks. i form av skrapeinn-retninger eller lignende, slik at disse midler danner hull i sedimentet. På tilsvarende måte kan store krefter utnyttes ved hevning av sugerøret.

For å oppnå en sideveis anleggskraft for midlene for løsgjør-ing mot en skråflate er det hensiktsmessig at den øvre ende av sugerøret beveges jevnt sideveis, slik at hele rørstrengen henger noe på skrå og med sin vekt, henholdsvis vekten til sugehodet, gir den kraft som midlene for løsgjøring trykkes mot skråflaten med, slik at disse trykkes inn i sedimentet ved kanten av skråflaten.

Ved dreining av sugerøret gjelder lignende forhold, men på grunn av dreiningen oppstår dessuten krefter på tvers av den ønskede bevegelsesretning langs den jevne bevegelse av suge-røret, slik at det også oppstår et sideveis etterslep.

Et annet formål med oppfinnelsen er å komme frem til en anordning for gjennomføring av den ovenfor angitte fremgangsmåte og denne anordning kjennetegnes ved at sugehodet omfatter et hus med åpninger, samt elementer som kan utføre vippebevegelser om hovedsakelig horisontale akser i områdene ved åpningene, at en opphengningsanordning på det flytende element holder den øvre ende av sugerøret, og at en drivanordning er innrettet til å bevege sugerøret opp og ned.

Den bevegelige opphengning på det flytende element kan bestå av et dreielager, idet det er anordnet en drivanordning for dreining av røret. En annen mulighet for den bevelige opphengning består i en vertikalt arbeidende, hydraulisk innretning med en gasstrykkilde, for kompensasjon av vekten til sugerøret, slik at det må anvendes en drivinnretning bare på grunn av kraften for å bevege midlene for løsgjøring.

Når det gjelder bevegelsen opp og ned består midlene for løs-gjøring hensiktsmessig av egger, skaveinnretninger eller lignende, idet de krefter som anvendes er begrenset, og dessuten er det sikret at de deler som løsnes fra sedimentet har dimensjoner som passer til sugingen og transporten.

De skjærende kanter befinner seg på klaffer som bare kan svinge i en retning og bevirker skjæringen, idet klaffene ved den annen bevegelsesretning svinger tilbake og gir liten mot-stand. Alt etter beskaffenheten til sedimentet er det imidlertid hensiktsmessig å anvende doble klaffer som virker i begge bevegelsesretninger. Klaffene kan dessuten være utstyrt med sikter, som fra klaffene rager inn i sugehodet, og følger bevegelsen av klaffene. Derved fjernes de Stener eller klumper som samler seg foran sikten.

Som tidligere nevnt kan anleggskraften oppnås ved hjelp

av et sideveis etterslep av sugerørstrengen. Det er imidlertid hensiktsmessig å anordne en dyse på sugerøret, over sugehodet eller/og på sugehodet, hvilken dyse er forbundet med en trykkvannskilde og er rettet bort fra sugerørets retning, på tvers av dette, slik at det ved tilbakestøt oppstår tilsvarende anleggskrefter. Retningen av bevegelsen kan bestemmes ved hjelp av dreining av røret. Ved store lengder av det fritthengende suge-

rør kan dette bevirke vanskeligheter. Av denne grunn er det hensiktsmessig å anordne mekaniske midler for styring, i form av ledeplater, som fører sugehodet inn i en grøft.

Oppfinnelsen skal ved hjelp av de vedføyde tegninger forklares nærmere. Fig. 1 illustrerer skjematisk prinsippet ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen og den tilsvarende anordning. Fig. 2 tilsvarer hovedsakelig den nedre del av fig. 1, idet det dessuten er vist en ledeplate og en dyse. Fig. 3 viser sugehodet som er vist i fig. 1 og 2, sett i pers-pektiv og i forstørret målestokk. Fig. 4 viser omtrent halve sugehodet i fig. 3 vist i lengde-snitt . Fig. 1 viser et skip 1 som flyter på overflaten 2 av vannet 3, og fra skipet er nedsenket et transportrør 4 som i det nedre området har en transportpumpe 5, fra hvilken fører et sugerør 6 til et sugehode 7, på hvilket det befinner seg doble klaffer 8.

Transportrøret 4 er opphengt i en opphengningsinnretning 9 på skipet 1, og opphengningsinnretningen holdes av to hydrauliske sylindre 10, med hvilke transportrøret sammen med de elementer som er festet til dette, særlig sugehodet 7, kan beveges opp og ned i retning av pilene 11 og 12, og idet de hydrauliske sylindre 10 er satt under trykk ved hjelp av en gasstrykkilde 10' .

Ved bauen av skipet 1 befinner det seg en drivanordning 13, som sammen med en drivanordning 14 ved hekken tjener til å rette inn skipet om vertikalaksen. Dessuten befinner det seg ved hekken en propell 15, som kan drive skipet 1 langsomt og jevnt i retning av pilen 16.

I den stilling som er vist i fig. 1 befinner sugehodet 7 seg

i området av et sediment som består av to sjikt 17 og 18. Sjiktet 17 har en slik viskositet at sugehodet 7 er fritt bevegelig sideveis i dette sjikt. For dette sjikt er dessuten forutsatt at det i en viss grad er flytende og flyter i en grøft 19 som er dannet ved utgravning i sjiktet 18 ved hjelp av sugehodet 7, slik at det ikke er nødvendig at sugehodet 7 heves til over sjiktet 17.

Sugehodet 7 flytter en skråflate 20 mot høyre på tegningen, idet bare den høyre doble klaff er virksom i den viste stilling, og den nedre halvdel 21 av klaffen løsgjør ved senkning et plant sjikt fra skråflaten 20 . Dette sjikt drives med av vann-strømmen på grunn av suget, kommer inn i sugerøret 6 til transportpumpen 5 og derfra gjennom transportrøret 4 til skipet 1.

Fremstillingen i fig. 1 er ikke korrekt med hensyn til målestokk. I virkeligheten er grøften 19 vesentlig dypere, slik at avskavingen ved hjelp av halvdelen 21 til den doble klaff 8 skjer over en forholdsvis lang strekning av skråkanten 20. Det vil uten videre forstås at ved bevegelse oppover av den doble klaff 8 vil halvdelen 21 svinge innover og den øvre halvdel 22 svinge utover, slik at det stadig skjer en avskaving.

Dersom skjærekantene er tilstrekkelig skarpe er det tilstrekkelig med små anleggskrefter for å sikre avskaving. Disse anleggskrefter oppnås ved at skipet 1 beveger seg langsomt i retning av pilen 16, i overenstemmelse med avskavingshastig-heten, og slik at det sørges for at skipet 1 beveges seg noe foran sugehodet 7. På denne måte dannes et etterslep som gir de ønskede anleggskrefter.

En annen mulighet for å oppnå anleggskreftene fremgår av en ut-førelsesform vist i fig. 2. Denne figur viser den undre del av fig. 1. Tilsvarende deler har de samme henvisningstall.

På sugerøret 6 er anbragt en dyse 23, som via en trykkledning

24 er forbundet med en trykkpumpe 25 under transportpumpen 5. Fra dysen 23 strømmer vann med høy hastighet i retning av pilen 27',slik at sugehodet 7 gis en fremdrift i retning av pilen 27

og en tilsvarende anleggskraft mot skråflaten 20.

Dessuten er det ved utførelsesformen i henhold til fig. 2 anordnet en ledeplate 26, som skal sikre en mest mulig rett-linjet bevegelse i grøften 19.

Både ved utførelsesformen i henhold til fig. 1 og i henhold til fig. 2 er bevegelsen oppover i retning av pilen 11 bare så stor at sugehodet 7 ikke heves opp av grøften 19, men hele tiden blir i denne og dermed også i anlegg mot skråflaten 20. Derved unngås at sugehodet 7 beveger seg opp i sjiktet17, og på grunn av den sideveis bevegelse i retning av pilen 27 på grunn av det sideveis etterslep eller tilbakestøt beveger seg ut av grøften, slik at en utgravning på den ønskede måte fra skråflaten 20 ikke lenger oppnås.

Det sugehodet som anvendes ved anordningen vist i fig. 1 og 2 er i fig. 3 vist forstørret, og i fig. 4 er vist bare omtrent halvdelen av sugehodet, vist.i snitt og ytterligere forstørret. 1 den følgende beskrivelse henvises til begge disse figurer.

Sugehodet 7 består hovedsakelig av et kasseformet hus 28, som hovedsakelig er kvadratisk i tverrsnitt og i sine ytre vegger 29 oppviser firkantede utsparinger 30, idet det langs kantene av utsparingene befinner seg lager 31, i hvilke en aksel 32

er dreibart lagret, og holder en dobbelt klaff 33, idet begge halvdeler 21 og 22 av hver klaff oppviser egger 34 og 35.

På den side av klaffene som vender mot huset 28 henholdsvis utsparingene 30, befinner det seg sikter 36 og 37, som er konstruert på samme måte og hovedsakelig består av stenger 38 og 39 som er bøyd til sirkelbueform, og er innvendig festet til stenger 40 og 41, for å avstive de buede stenger.

Siktene 36 og 37 dekker også de åpninger som dannes ved åpning av halvdelene 21 eller 22 av de doble klaffer 33, slik at ingen større Stener eller klumper kan trenge inn. Som vist i fig. 4, er den undre halvdel 21 av den doble klaff åpnet, slik at sikten 36 er i virksomhet. Dersom det i denne stilling oppsamles Stener eller klumper foran stengerne 38, slynges disse bort når halvdelen 21 beveger seg innover, slik at den sugende strøm av vannet opphører på dette sted.

På sugehodet vist i fig. 3 og 4 er det på hver side av det firkantede hus 28 anordnet doble klaffer. Med dette skal oppnås at det oppstår en skavevirkning også mot sideveggene i grøften 19.' For at siktene 36 og 39 ikke skal ha noen innbyrdes forstyrrende virkning ved anordningen av fire doble klaffer, er klaffene innbyrdes vertikalt forsatt på nabo-sider av huset.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fjernelse av sedimenter, på dypt vann, ved hjelp av et fritthengende sugerør (6) som på sin nedre ende oppviser et sugehode (7) som senkes langsomt ned i sedimentene, idet midler på sugehodet for å løsgjøre sedimentene beveges, karakterisert ved at sugehodet, som omfatter et hus (28) med åpninger (30), samt elementer (33) som kan utføre vippebevegelser om hovedsakelig horisontale akser i områdene ved åpningene, aktiveres ved at sugehodet (7) beveges opp og ned mens det beveges sideveis, slik at elementene (33) vekselvis svinges ut fra det øvre og nedre parti av åpningene (30), for løsgjøring av sedimentene og å lede disse inn gjennom åpningene (30).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at aktiveringen skjer ved at den øvre ende av sugerøret (6) beveges opp og ned.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at bevegelsene opp og ned begrenses slik at sugehodet (7) ikke heves over sedimentene, for å holde sugehodet nede i den grøft som dannes.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at den øvre ende av sugehodet (7) beveges jevnt sideveis.

5. Anordning for gjennomføring av fremgangsmåten i henhold til krav 1, med et flytende element som et sugerør (6) henger i, idet et sugehode (7) befinner seg på den nedre ende av sugerøret, og idet det på dette sugehodet befinner seg bevegelige midler for å løsgjøre sedimentene, karakterisert ved at sugehodet (7) omfatter et hus (28) med åpninger, samt elementer (33) som kan utføre vippebevegelser om hovedsakelig horisontale akser (32) i områdene ved åpningene, at en opphengningsanordning (9) på det flytende element holder den øvre ende av sugerøret, og at en drivanordning (10) er innrettet til å bevege sugerøret opp og ned.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at opphengningsanordningen (9) for sugerøret (6) består av en vertikalt arbeidende, hydraulisk innretning (10) med en gasstrykkilde (10'), for kompensasjon av vekten til sugerøret (4, 5, 6) og sugehodet (7) .

7. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at elementene (33) oppviser skavende kanter (34, 35) som rager på tvers av den vertikale bevegelsesretning.

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at de skavende kanter (34, 35) befinner seg på klaffer (33) som ved bevegelse av sugehodet (7) i den ene retning svinger utover til anslag i en arbeidsstilling og ved bevegelse i den annen retning svinger innover til passiv stilling.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at klaffene er doble klaffer (8, 33), som består av halvdeler (21, 22) som danner en vinkel med hverandre, idet en dreieopplagring (31, 32) befinner seg i vinkelens toppunkt.

10. Anordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at klaffen (8, 33) på den side som vender mot sugehodet (7) oppviser sikter (36, 37), som når klaffene er svinget ut dekker innløpsåpningene til sugehodet.

11. Anordning som angitt i krav 5-10, karakterisert ved at en dyse (23) befinner seg på sugerøret (6), over sugehodet (7) og/eller på sugehodet (7), idet dysen er forbundet med en trykkvannskilde (25) og er rettet ut fra sugerøret, for å trykke sugehodet mot sedimentene i en sideveis retning.

12. Anordning som angitt i krav 5-11, karakterisert ved at det på sugehodet (7) eller like over dette er anordnet vertikale ledeplater (26) på sugerøret (6), for å hindre dreining.