NO20220592A1 - Method and device for removing stones from a pond - Google Patents
Method and device for removing stones from a pond Download PDFInfo
- Publication number
- NO20220592A1 NO20220592A1 NO20220592A NO20220592A NO20220592A1 NO 20220592 A1 NO20220592 A1 NO 20220592A1 NO 20220592 A NO20220592 A NO 20220592A NO 20220592 A NO20220592 A NO 20220592A NO 20220592 A1 NO20220592 A1 NO 20220592A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pipe
- intake
- water
- accordance
- sediments
- Prior art date
Links
- 239000004575 stone Substances 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 38
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 20
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 241000754865 Chorisochismus dentex Species 0.000 description 2
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 108010085603 SFLLRNPND Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 1
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/02—Stream regulation, e.g. breaking up subaqueous rock, cleaning the beds of waterways, directing the water flow
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F7/00—Equipment for conveying or separating excavated material
- E02F7/005—Equipment for conveying or separating excavated material conveying material from the underwater bottom
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/02—Stream regulation, e.g. breaking up subaqueous rock, cleaning the beds of waterways, directing the water flow
- E02B3/023—Removing sediments
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/02—Stream regulation, e.g. breaking up subaqueous rock, cleaning the beds of waterways, directing the water flow
- E02B3/026—Removing solid rocks
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
- E02B7/16—Fixed weirs; Superstructures or flash-boards therefor
- E02B7/18—Siphon weirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F10/00—Siphons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F10/00—Siphons
- F04F10/02—Gravity-actuated siphons
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
- E02B8/02—Sediment base gates; Sand sluices; Structures for retaining arresting waterborne material
-
- 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
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/2713—Siphons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Sewage (AREA)
Description
Fremgangsmåte og anordning for å fjerne steiner fra dam Method and device for removing stones from a pond
Foreliggende oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte for å fjerne sedimenter omfattende steiner så vel som finkornet materiale avsatt ved inntak eller luker i en inntaksdam som angitt i ingressen til patentkrav 1. I henhold til annet aspekt omhandler oppfinnelsen en anordning for samme formål som angitt i ingressen til patentkrav 10. The present invention relates to a method for removing sediments comprising stones as well as fine-grained material deposited by intakes or hatches in an intake dam as stated in the preamble to patent claim 1. According to another aspect, the invention relates to a device for the same purpose as stated in the preamble to patent claim 10.
Bakgrunn Background
Vanninntak i bekker og elver etableres ofte ved at det bygges en dam som stanser vannet og hever vannspeilet slik at det dannes en inntaksdam. Vannet ledes typisk fra inntaksdammen, gjennom en inntaksrist og inn i en vannvei (tunnel, rør eller kanal) Water intake in streams and rivers is often established by building a dam that stops the water and raises the water level so that an intake dam is formed. The water is typically led from the intake pond, through an intake grate and into a waterway (tunnel, pipe or channel)
Bekker og elver vil ofte bringe med seg sand, grus og steiner av variabel størrelse (sedimenter). Dette skjer spesielt når der er stor vannføring, og vannet har fart og kraft nok til å flytte på sedimentene. Når det er etablert en inntaksdam vil hastigheten til vannet reduseres og sedimentene faller til bunns, og/ eller vannet vil ledes med høy hastighet in mot inntaket. Streams and rivers will often bring with them sand, gravel and stones of variable size (sediments). This happens especially when there is a large flow of water, and the water has enough speed and power to move the sediments. When an intake dam has been established, the speed of the water will be reduced and the sediments will fall to the bottom, and/or the water will be directed at high speed towards the intake.
Resultatet vil i begge tilfeller bli at sedimenter blir ledet mot inntaket og om der er en inntaksrist vil sedimentene ble liggende inn mot denne og blokkere for vanninntaket. Vannet vil da velge letteste vei og strømme over overløpet til dammen og strømme videre nedover langs vassdraget. The result in both cases will be that sediments are directed towards the intake and if there is an intake grate, the sediments will lie against this and block the water intake. The water will then choose the easiest path and flow over the spillway to the dam and flow further down along the watercourse.
Sedimenter som kommer med bekken eller elva (vassdraget) kan være alt fra fin sand og grus til steiner og blokker. Spesielt i bratte bekker vil det være mulig at det kommer steiner og blokker som kan være opptil en meter eller mer. Sediments that come with the stream or river (watercourse) can be anything from fine sand and gravel to stones and blocks. Especially in steep streams, it will be possible for stones and blocks to arrive that can be up to a meter or more.
Dersom inntaket er et kraftverk vil det medføre store tap at vannet ikke tas inn og brukes til kraftproduksjon. Verdien av tapt produksjon kan utgjøre svært store beløp i løpet av kort tid. If the intake is a power plant, there will be large losses if the water is not taken in and used for power production. The value of lost production can add up to very large amounts within a short time.
I de tilfeller hvor det ikke er en egen inntaksrist vil sedimenter kunne blir transportert videre med vannet og bli avsatt andre steder i vannveien hvor de medfører problemer eller eventuelt også i ble helt frem til turbin og påføre denne skade. In those cases where there is no separate intake grate, sediments can be transported further with the water and be deposited elsewhere in the waterway where they cause problems or possibly also in the turbine right up to the turbine and cause damage to it.
Inntak i bekker og brattelver er ofte etablert uten veiforbindelse og i mange tilfeller også uten kraftforsyning eller nettverk. Det er derfor vanskelig eller umulig å overvåke slike inntak, og blokkering på grunn av sedimenter vil gjerne ikke oppdages før det har gått lang tid. Intakes in streams and steep rivers are often established without a road connection and in many cases also without a power supply or network. It is therefore difficult or impossible to monitor such intakes, and blockage due to sediments will not be detected until a long time has passed.
Dersom en har oppdaget blokkering på grunn av sedimenter vil det likevel og det tar ofte lang tid og krever mye planlegging å fjerne sedimenter fra inntaksdammer, transport av utsyr og personell krever mye ressurser og i mange tilfeller tjenlig vær og / eller føreforhold for å transportere personell og eller utsyr inn til inntaksdammen. If a blockage due to sediments has been discovered, it will still and often takes a long time and requires a lot of planning to remove sediments from intake ponds, transport of equipment and personnel requires a lot of resources and in many cases serviceable weather and/or road conditions to transport personnel and or equipment for the intake pond.
Kjent teknologi Known technology
Inntaksdammer blir typisk rensket opp ved at sedimenter graves ut med gravemaskin. Der hvor inntaket er veiløst må typisk gravemaskin flys inn med helikopter, eller kjøres inn med terrenggående kjøretøy. Intake ponds are typically cleaned up by digging out sediments with an excavator. Where the intake is roadless, the excavator typically has to be flown in by helicopter, or driven in by all-terrain vehicle.
Den andre metoden som brukes er at bunnluke åpnes, vannet tappes ned og sedimenter spyles ut ved at vannet strømmer over sedimentene og eroderer og river med seg sedimentene. The second method used is that the bottom hatch is opened, the water is drained down and sediments are flushed out by the water flowing over the sediments and eroding and tearing the sediments away.
I begge tilfeller, og dersom inntaket er veiløst kreves det planlegging og tilstrekkelig godt vær til en kan komme frem til inntaket til fots gjennom terrenget eller med helikopter. In both cases, and if the intake is roadless, planning and sufficiently good weather are required to reach the intake on foot through the terrain or by helicopter.
Det er også kjent at en kan bruke hevertkonstruksjoner for lede vann ut av reservoar med den hensikt å avlede flommer. It is also known that siphon structures can be used to direct water out of reservoirs with the intention of diverting floods.
Formål Purpose
Oppfinnelsen har som formål å fjerne sedimenter som avsettes i mindre inntaksdammer. Dette kan være hvor som helst i inntaksdammen hvor en ønsker å fjerne sedimenter, men det vil typisk foran inntak til kraftverk, vannverk, oppdrettsanlegg og irrigasjon. Det er videre et formål at sedimentene fjernes kun når der er tilgjengelig overflødig vann som ellers ville passert over overløpet til dammen og videre ned vassdraget, og at oppfinnelsen derfor starter og stanser automatisk i henhold til dette. Det er også et formål at anordningen starter og sedimentene fjernes når der er sedimenttransport i elva. Det er også et formål at oppfinnelsen ikke har bevegelige deler og er svært driftssikker, at den er motstandsdyktig overfor isganger og store belastninger under flom. Det er også et formål at den fjerner alle sedimenter som kommer med vassdraget og som ledes inn mot og eventuelt avsettes foran inntaket, inkludert også de største partiklene (steinene) slik at innløpet til oppfinnelsen ikke tetter seg til. Slike steiner kan i ekstreme tilfeller være opptil en meter i størrelse eller endog enda større. Oppfinnelsen vil derfor også bli benevnt «steinsuger». Videre er det et formål at oppfinnelsen kan produseres og i deler med en bestemt øvre vekt slik at de kan fraktes i deler, for eksempel med helikopter, og at delene deretter kan monteres sammen på anleggsstedet med håndholdt og bærbart utsyr. The purpose of the invention is to remove sediments that are deposited in smaller intake ponds. This can be anywhere in the intake pond where you want to remove sediments, but it will typically be in front of intakes to power stations, waterworks, aquaculture facilities and irrigation. It is also a purpose that the sediments are removed only when excess water is available which would otherwise pass over the overflow to the dam and further down the watercourse, and that the invention therefore starts and stops automatically in accordance with this. It is also a purpose that the device starts and the sediments are removed when there is sediment transport in the river. It is also a purpose that the invention has no moving parts and is very operationally reliable, that it is resistant to ice passages and heavy loads during floods. It is also a purpose that it removes all sediments that come with the waterway and that are directed towards and possibly deposited in front of the intake, including also the largest particles (stones) so that the inlet to the invention does not clog up. Such stones can in extreme cases be up to one meter in size or even larger. The invention will therefore also be referred to as a "rock vacuum". Furthermore, it is a purpose that the invention can be produced and in parts with a certain upper weight so that they can be transported in parts, for example by helicopter, and that the parts can then be assembled together at the construction site with hand-held and portable equipment.
Foreliggende oppfinnelse Present invention
Formålene angitt ovenfor er ivaretatt gjennom en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen som definert i patentkrav 1. I henhold til et annet aspekt omhandler oppfinnelsen en anordning som angitt i patentkrav 10. Foretrukne utførelsesformer fremgår av uselvstendige patentkrav. The purposes stated above are achieved through a method according to the invention as defined in patent claim 1. According to another aspect, the invention relates to a device as stated in patent claim 10. Preferred embodiments appear from independent patent claims.
Oppfinnelsen består i hovedsak av en rørkonstruksjon hvis form er tilpasset slik at oppstrøms ende er plassert foran inntaksåpningen eller inntaksristen eller et annet sted i en inntaksdam hvorfra en ønsker å fjerne sedimenter, inkludert steiner. Røret vil passere over en overløpsterskel av dammen eller i tilsvarende høyde. The invention essentially consists of a pipe structure whose shape is adapted so that the upstream end is placed in front of the intake opening or the intake grate or another place in an intake pond from which sediments, including stones, are to be removed. The pipe will pass over an overflow threshold of the dam or at a similar height.
Selv om en inntaksdam normalt vil være liten av utstrekning vil den også kunne være større. Oppfinnelsen kan derfor også anvendes i en dam eller et reservoar av en hvilken som helst størrelse Det vil normalt også være en overløpsterskel som leder bort overflødig vann, men det er heller ingen betingelse. Although an intake dam will normally be small in extent, it can also be larger. The invention can therefore also be used in a pond or a reservoir of any size. There will normally also be an overflow threshold that diverts excess water, but this is also not a condition.
Utløpet av rørkonstruksjonen som utgjør hovedelementet av anordningen ifølge oppfinnelsen er plassert nedenfor dammen og på et lavere nivå enn vannivået i inntaksdammen slik at høydeforskjellen mellom vannivået i inntaksdammen og utløpet sørger for at vannet strømmer gjennom oppfinnelsen. Strømningshastigheten påvirkes av den vertikale plasseringen av utløpet. Den tilsiktede minste strømningshastighet sikres ved å plassere utløpet på et nivå som er tilstrekkelig lavt til at denne strømningshastigheten gjennom rørkonstruksjonen oppnås. Det er blant annet dette det siktes til med formuleringen «dimensjoneres slik at hastigheten blir lik eller overstiger hastigheten gitt av Durand’s formel for strømningshastighet». Dette er tilstrekkelig til å suge inn stein som er like store som røret, og holde disse steinene i bevegelse opp gjennom røret og ned på nedstrøms side, slik at alle steiner som suges inn blir fjernet, uansett størrelse. The outlet of the pipe structure which forms the main element of the device according to the invention is located below the pond and at a lower level than the water level in the intake pond so that the height difference between the water level in the intake pond and the outlet ensures that the water flows through the invention. The flow rate is affected by the vertical location of the outlet. The intended minimum flow rate is ensured by placing the outlet at a level that is sufficiently low for this flow rate through the pipe construction to be achieved. Among other things, this is what is meant by the formulation "dimensioned so that the velocity equals or exceeds the velocity given by Durand's formula for flow velocity". This is sufficient to suck in stones the same size as the pipe, and keep these stones moving up through the pipe and down the downstream side, so that all stones that are sucked in are removed, regardless of size.
Oppfinnelsen vil normalt gis en avrundet form på innløpet slik at singulærtap i innløpet reduseres mest mulig. Videre vil utløpet kunne utformes med et gradvis utvidet tverrsnitt slik at en gjenvinner bevegelsenergien og reduser den nødvendige fallhøyden. The invention will normally be given a rounded shape at the inlet so that singular losses in the inlet are reduced as much as possible. Furthermore, the outlet can be designed with a gradually widened cross-section so that the energy of movement is recovered and the required drop height is reduced.
Utløpet av steinsugeren vil være nedstrøms en vannlås. Denne utformes ved at utløpet vendes tilstrekkelig oppover slik at vannlåsen til enhver tid er helt fylt med vann når det strømmer vann gjennom steinsugeren. The outlet of the rock suction will be downstream of a water lock. This is designed so that the outlet is turned sufficiently upwards so that the water trap is completely filled with water at all times when water flows through the rock vacuum.
Den indre diameteren på rørkonstruksjonen vil typisk være større enn 20 cm, foretrukket i området 30 – 120 cm, mer foretrukket 40-100 cm og mest foretrukket 50-80 cm. The inner diameter of the pipe construction will typically be greater than 20 cm, preferably in the range 30-120 cm, more preferably 40-100 cm and most preferably 50-80 cm.
På oppstrøms side av steinsugeren, og i nivå med overløpsterskelen vil det være et luftehull. Dette hullet tettes av vann når vannstanden stiger overløpsterskelen, slik at luft som strømmer ut av steinsugeren blir erstattet vann og at gjennomstrømningen av vann øker. On the upstream side of the rock sucker, and at the level of the overflow threshold, there will be an air hole. This hole is sealed by water when the water level rises above the overflow threshold, so that air flowing out of the rock suction is replaced by water and the flow of water increases.
Et vesentlig element er at vanngjennomstrømning først starter når vannstanden i inntaksdammen når et så høyt nivå at vannstrømmen over dammen (overløpstapet) er like stort som vanngjennomstrømningen gjennom steinsugeren. Dermed oppnår en at en ikke bruker vann som ellers ville passert inntaket og blitt benyttet i for eksempel kraftproduksjon, til å fjerne sedimenter. Dette oppnås ved at innvendig laveste punkt i steinsugeren over overløpet plasseres på samme nivå som nevnte vannstand. På samme måte vil luftehullet sikre at vanngjennomstrømningen gjennom steinsugeren brytes når vannstanden i inntaksdammen igjen synker under det nevnte nivået. An essential element is that water flow only starts when the water level in the intake dam reaches such a high level that the water flow over the dam (overflow loss) is as great as the water flow through the rock suction. In this way, you achieve that you do not use water that would otherwise have passed the intake and been used in, for example, power production, to remove sediments. This is achieved by placing the internal lowest point in the rock suction above the overflow at the same level as the mentioned water level. In the same way, the air hole will ensure that the water flow through the rock suction is broken when the water level in the intake pond drops below the mentioned level again.
En oppnår da at en fjerner sedimenter kun med bruk av overskuddsvann som uansett ville ha passert overløpet over dammen, og dermed at fjerning av sedimenter ikke har noen kostnader i form av tapt vann. (Eller annen energitilførsel for den slags skyld) You then achieve that you remove sediments only with the use of surplus water which would have passed the overflow over the dam anyway, and thus that the removal of sediments has no costs in the form of lost water. (Or other energy supply for that matter)
Inne i steinsugeren kan det være anordnet et lite fremspring eller «hopp» slik at det blandes luft i vannet, og at denne luften strømmer ut gjennom vannlåsen sammen med vannet og bidrar til at steinsugeren etter hvert fylles helt med vannet og at vannet strømmer gjennom med full kapasitet. A small projection or "jump" can be arranged inside the rock vacuum cleaner so that air is mixed in the water, and that this air flows out through the water trap together with the water and contributes to the rock vacuum eventually being completely filled with water and the water flowing through with full capacity.
Oppfinnelsen vil kunne være laget av flere forskjellige materialer, som for eksempel stål eller betong (da som en del av dammen) men den vil fortrinnsvis være laget av polymermaterialer som i sin helhet eller i stor grad er resirkulerbare, så som polyetylen, eller kombinasjoner av ulike polymermaterialer, med eller uten fiberforsterkning. Slike materialer kan lages lette, slitesterke, robuste mot ytre belastning, er rustfrie og enkle å transportere og enkle å montere sammen. The invention could be made of several different materials, such as steel or concrete (then as part of the dam), but it would preferably be made of polymer materials that are entirely or largely recyclable, such as polyethylene, or combinations of various polymer materials, with or without fiber reinforcement. Such materials can be made light, durable, robust against external stress, rust-free and easy to transport and easy to assemble together.
Det vil ofte være hensiktsmessig å produsere anordningen i deler som er enkle å transportere med terrengkjøretøy eller helikopter. Typisk vil anordningen produseres av polyetylen som har spesielt gode egenskaper mhp. slitasje, bestandighet og styrke. Polyetylenrør kan sveises sammen med sveisemuffer som kan forsynes med strøm fra håndholdt utstyr. It will often be appropriate to produce the device in parts that are easy to transport with an all-terrain vehicle or helicopter. Typically, the device will be produced from polyethylene, which has particularly good properties regarding wear, durability and strength. Polyethylene pipes can be welded together with welding sleeves that can be supplied with power from hand-held equipment.
Selv om oppfinnelsen fortrinnsvis kan startes automatisk ved bestemt vannivå i dammen, for eksempel ved overløp, vil den også kunne startes av operatør. Dette kan gjøres ved at det installeres et ekstra rør fra inne i inntaksdammen som munner ut inn i steinsugeren, slik at det river med seg luft gjennom vannlåsen og starter steinsugeren. Et slikt rør vil typisk åpnes med en ventil om steinsugeren skal startes av en operatør. Although the invention can preferably be started automatically at a certain water level in the pond, for example at an overflow, it can also be started by an operator. This can be done by installing an additional pipe from inside the intake pond that opens into the rock vacuum, so that it pulls air through the water trap and starts the rock vacuum. Such a pipe will typically be opened with a valve if the rock vacuum is to be started by an operator.
Om ønskelig kan et ekstra rør også monteres med et åpent innløp som er plassert i en slik høyde at det tar inn vann automatisk når vannet når en bestemt vannstand og starter steinsugeren før vannivået har nådd opp til overløpsterskelen. If desired, an additional pipe can also be installed with an open inlet that is placed at such a height that it takes in water automatically when the water reaches a certain water level and starts the rock vacuum before the water level has reached the overflow threshold.
Steinsugeren vil også kunne startes dersom en lukker et tett lokk over utløpet og deretter suger luft ut av steinsugeren med en vakuumpumpe. The stone cleaner can also be started if you close a tight lid over the outlet and then suck air out of the stone cleaner with a vacuum pump.
Det vil ofte være hensiktsmessig å utforme en grop foran inntaket sli at sediment kan suges inn i steinsugeren fra bunnen av gropa. Siden steiner raser inn i gropa langs skrå sidekanter vil gropa sørge for at sedimenter fjernes fra et større område foran inntaket. It will often be appropriate to design a pit in front of the intake so that sediment can be sucked into the rock vacuum from the bottom of the pit. Since stones slide into the pit along sloping side edges, the pit will ensure that sediments are removed from a larger area in front of the intake.
Steinsugeren kan lages med ønskede vinkler slik at den passer inntil eksisterende konstruksjoner eller inn i ny design. The stone cleaner can be made with desired angles so that it fits next to existing constructions or into new designs.
Nærmere om oppfinnelsen More about the invention
Figur 1 viser en typisk utførelse av steinsugeren plassert over en overløpsterskel i en inntaksdam. Figure 1 shows a typical design of the rock suction placed above an overflow threshold in an intake dam.
Det vises nå til figur 1. Denne viser anordningen (også betegnet steinsugeren) i form av en rørkonstruksjon 1 montert over en overløpsterskel 2b i en damvegg 2. Innløpet 3 til steinsugeren er plassert foran inntaket 4 som er vist utstyrt med inntaksrist 5. Sedimenter 6 er deponert foran innløpet 3 til steinsugeren 1 Sedimenter samles i en grop 20 som er slik utformet at sedimenter ikke legger seg inntil inntaket. Gropen har hellende bunn med en vinkel v som kan variere, men som er større enn 5 grader og gjerne betydelig større, så som minst 20 grader og gjerne minst 35 grader. Reference is now made to figure 1. This shows the device (also referred to as the rock vacuum) in the form of a pipe structure 1 mounted above an overflow threshold 2b in a dam wall 2. The inlet 3 of the rock vacuum is located in front of the intake 4, which is shown equipped with an intake grate 5. Sediments 6 is deposited in front of the inlet 3 of the rock suction device 1 Sediments are collected in a pit 20 which is designed in such a way that sediments do not settle near the intake. The pit has a sloping bottom with an angle v which can vary, but which is greater than 5 degrees and preferably significantly greater, such as at least 20 degrees and preferably at least 35 degrees.
En åpning 7 på oppstrøms side av anordningens høyeste punkt, over overløpsterskelen av damveggen, er slik plassert at den dekkes av vann når vannstanden er så høy at steinsugeren skal starte, men som slipper inn luft og bryter vannstrømmen gjennom steinsugeren når vannstanden er så lav at man ønsker at steinsugeren skal stanse. An opening 7 on the upstream side of the device's highest point, above the overflow threshold of the dam wall, is positioned in such a way that it is covered by water when the water level is so high that the rock vacuum is to start, but which lets in air and breaks the water flow through the rock vacuum when the water level is so low that you want the stone cleaner to stop.
Videre viser figuren at utløpet 8 av steinsugeren er anordnet nedstrøms en vannlås 9. Denne utformes ved at rør-enden som danner utløpet er krummet tilstrekkelig oppover slik at vannlåsen, som blir fylt med vann 10 når det strømmer vann gjennom steinsugeren, beholder en tettende «lomme» av vann også når vannstrømmen opphører. Et lokk 17 bidrar til at vannet ikke fordamper, men forblir i vannlåsen over tid. Videre gir lokket 17 mulighet for å evakuere luft fra øvre del av steinsugeren, det vil si den del som er ført over overløpsterskelen 2b, ved hjelp av en vakuumpumpe 18 og derved starte steinsugeren uavhengig av vannivået i dammen. Furthermore, the figure shows that the outlet 8 of the rock vacuum is arranged downstream of a water trap 9. This is designed in that the pipe end which forms the outlet is curved sufficiently upwards so that the water trap, which is filled with water 10 when water flows through the rock vacuum, retains a sealing " pocket" of water even when the water flow ceases. A lid 17 helps ensure that the water does not evaporate, but remains in the water trap over time. Furthermore, the lid 17 provides the opportunity to evacuate air from the upper part of the rock vacuum, i.e. the part that is carried over the overflow threshold 2b, with the help of a vacuum pump 18 and thereby start the rock vacuum regardless of the water level in the pond.
Et lite fremspring 11 inne i steinsugeren vil bidra til å blande luft inn i vannet, gjennom brå retningsforandring av steiner som treffer fremspringet. A small projection 11 inside the stone suction will help to mix air into the water, through a sudden change of direction of stones that hit the projection.
Innløpet 3 har jevnt avrundede vegger som sørger for at vann kan strømme langs en jevnt buet overflate 12 slik at det blir minst mulig singulærtap. The inlet 3 has evenly rounded walls which ensure that water can flow along an evenly curved surface 12 so that there is the least possible singular loss.
Ved utløpet 8 kan steinsugeren være utformet med et gradvis økende tverrsnitt som omformer bevegelsesenergien i vannet til stillingsenergi slik at energitapet i utløpet reduseres og høydeforskjellen mellom oppstrøms vannstand og utløp utnyttes best mulig til å gi vannet hastighet. At the outlet 8, the rock sucker can be designed with a gradually increasing cross-section which transforms the movement energy in the water into static energy so that the energy loss in the outlet is reduced and the difference in height between the upstream water level and the outlet is utilized as best as possible to give the water speed.
Et sekundært rør 14 kan være forbundet mellom inntaksdammen og steinsugerens nedstrøms side, det vil si siden nedenfor overløpsterskelen i damveggen 2. Det sekundære røret 14 kan åpnes med en ventil 15 slik at steinsugeren kan startes av en operatør når innløpsåpningen 16 av det sekundære røret 14 er under vannivået i dammen. A secondary pipe 14 can be connected between the intake pond and the rock vacuum's downstream side, that is, the side below the overflow threshold in the dam wall 2. The secondary pipe 14 can be opened with a valve 15 so that the rock vacuum can be started by an operator when the inlet opening 16 of the secondary pipe 14 is below the water level in the pond.
Hvis ventilen til enhver tid er åpen, kan røret 14 tjene til automatisk å starte steingsugeren når vannivået i dammen øker til et nivå over innløpsåpningen 16 selv om vannet er på et lavere nivå enn overløpsterskelen. For dette formål plasseres i så fall innløpet til det sekundære røret ved den høyde ved hvilket vannivå det tilsiktes at rørkonstruksjonen (1) aktiveres. If the valve is open at all times, the pipe 14 can serve to automatically start the rock suction when the water level in the pond rises to a level above the inlet opening 16 even if the water is at a lower level than the overflow threshold. For this purpose, in that case, the inlet to the secondary pipe is placed at the height at which the water level is intended to activate the pipe construction (1).
Figuren viser skjematisk også en sveisemuffe 19 som skjøter sammen to rørdeler. Det primære røret av steinsugeren kan naturligvis være sammensatt også av flere enn to rørseksjoner. The figure also schematically shows a welding socket 19 which joins two pipe parts together. The primary pipe of the stone suction can of course also be composed of more than two pipe sections.
Det er vesentlig for funksjonen til steinsugeren at hastigheten er i røret er tilstrekkelig til å holde sedimentene i suspensjon slik at røret ikke tetter seg til. En anerkjent måte å beregne denne hastigheten på er å anvende Durand's formel for hastighet i rør. Rørkonstruksjonen må derfor dimensjoners slik at hastigheten blir lik eller overstiger hastigheten gitt ved henhold til Durand’s formel for strømningshastighet: It is essential for the function of the rock vacuum that the speed in the pipe is sufficient to keep the sediments in suspension so that the pipe does not clog. A recognized way of calculating this speed is to apply Durand's formula for speed in pipes. The pipe construction must therefore be dimensioned so that the velocity equals or exceeds the velocity given by Durand's formula for flow velocity:
hvor k = en konstant 0,8; g = tyngdens akselerasjon 9,81 m/s<2>; D = innvendig diameter; og SS = relativ egenvekt til sedimenter, where k = a constant 0.8; g = acceleration of gravity 9.81 m/s<2>; D = inside diameter; and SS = relative specific gravity of sediments,
Som et regneeksempel benyttes følgende verdier: As a calculation example, the following values are used:
k = 0,8 k = 0.8
g = 9,81 m/s<2>g = 9.81 m/s<2>
D = 1,0 m D = 1.0 m
Ss = 2,7 Ss = 2.7
Dimensjonerende hastighet blir da 4,62 m/s. Dimensioning speed is then 4.62 m/s.
Som det fremgår av Durand’s formel påvirkes hastigheten av diameteren så vel som av tettheten av sedimentene (steinene). Ved typisk relativ tetthet som angitt i eksempelet og med en diameter i området omtrent 0,5 meter vil en strømningshastighet på 3,5 m/s være tilstrekkelig, mens ved diametere i overkant av 1 meter, kan den ønskede minste strømningshastigheten være 5 m/s. As can be seen from Durand's formula, the speed is affected by the diameter as well as by the density of the sediments (rocks). With a typical relative density as indicated in the example and with a diameter in the range of approximately 0.5 metres, a flow velocity of 3.5 m/s will be sufficient, while with diameters in excess of 1 metre, the desired minimum flow velocity may be 5 m/s pp.
Claims (14)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20220592A NO20220592A1 (en) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | Method and device for removing stones from a pond |
PCT/NO2023/050117 WO2023224494A1 (en) | 2022-05-19 | 2023-05-19 | Method and device for removing rocks from a dam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20220592A NO20220592A1 (en) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | Method and device for removing stones from a pond |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20220592A1 true NO20220592A1 (en) | 2023-11-20 |
Family
ID=88835617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20220592A NO20220592A1 (en) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | Method and device for removing stones from a pond |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO20220592A1 (en) |
WO (1) | WO2023224494A1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2688461A (en) * | 1950-09-26 | 1954-09-07 | Simpson De Roy | Valve for irrigation siphon conduits |
US3079939A (en) * | 1958-12-13 | 1963-03-05 | Lapray Judith Marie Elvire | By-passing device with a trap for land irrigation and other applications |
US4391468A (en) * | 1978-04-07 | 1983-07-05 | Kamyr, Inc. | Method and apparatus for recovering mineral nodules from the ocean floor |
KR200454616Y1 (en) * | 2010-06-09 | 2011-07-15 | 코지텍 주식회사 | Siphon Filtration with Sediment Removal |
CN104420499A (en) * | 2013-08-22 | 2015-03-18 | Stic&D株式会社 | Water fetching apparatus for adjusting water depth to selectively fetch water |
KR101950651B1 (en) * | 2018-10-24 | 2019-02-20 | 김일 | Siphon equipment with high efficiency priming |
EP3751057A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-16 | Sea to Sky Energy Solutions Corp. | Material transfer system for a body of water |
CN112726522A (en) * | 2020-12-30 | 2021-04-30 | 中国船舶重工集团应急预警与救援装备股份有限公司 | Modularized and lightweight emergency flood discharge siphon equipment and method convenient for quick connection |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US886390A (en) * | 1907-08-06 | 1908-05-05 | William J Moninghoff | Siphonic dredge. |
-
2022
- 2022-05-19 NO NO20220592A patent/NO20220592A1/en unknown
-
2023
- 2023-05-19 WO PCT/NO2023/050117 patent/WO2023224494A1/en active Search and Examination
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2688461A (en) * | 1950-09-26 | 1954-09-07 | Simpson De Roy | Valve for irrigation siphon conduits |
US3079939A (en) * | 1958-12-13 | 1963-03-05 | Lapray Judith Marie Elvire | By-passing device with a trap for land irrigation and other applications |
US4391468A (en) * | 1978-04-07 | 1983-07-05 | Kamyr, Inc. | Method and apparatus for recovering mineral nodules from the ocean floor |
KR200454616Y1 (en) * | 2010-06-09 | 2011-07-15 | 코지텍 주식회사 | Siphon Filtration with Sediment Removal |
CN104420499A (en) * | 2013-08-22 | 2015-03-18 | Stic&D株式会社 | Water fetching apparatus for adjusting water depth to selectively fetch water |
KR101950651B1 (en) * | 2018-10-24 | 2019-02-20 | 김일 | Siphon equipment with high efficiency priming |
EP3751057A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-16 | Sea to Sky Energy Solutions Corp. | Material transfer system for a body of water |
CN112726522A (en) * | 2020-12-30 | 2021-04-30 | 中国船舶重工集团应急预警与救援装备股份有限公司 | Modularized and lightweight emergency flood discharge siphon equipment and method convenient for quick connection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023224494A1 (en) | 2023-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9828758B2 (en) | Sewer system | |
CN110725383B (en) | Municipal sewage treatment system and sewage treatment method thereof | |
CN104196047A (en) | Power-free reverse-water-pressurizing self-recovery slope high-lift siphon drainage system and drainage method | |
CN109056761A (en) | Channel cleanout method | |
NO316628B1 (en) | Method and apparatus for hydraulically removing sediment from sand traps | |
US7226242B2 (en) | Catch basin for salt water sand | |
CN207376562U (en) | A kind of key water control project that can filter silt | |
IT201800005132A1 (en) | System of interception and collection of waste and debris in the water | |
CN110512675A (en) | A kind of environment-protective desilting dredger and its application method | |
US9278808B1 (en) | System and method of using differential elevation induced energy for the purpose of storing water underground | |
JP2007002437A (en) | Transportation system of dredged sediment | |
NO20220592A1 (en) | Method and device for removing stones from a pond | |
CN111519682A (en) | Unpowered sand suction device and method | |
CN105297673A (en) | Shoreside self-circulation type aeration dredging device for landscape rivers and lakes and control method | |
NO20131476A1 (en) | drainage | |
KR100964741B1 (en) | Intake structure for preventing underground water pollution | |
CN106968326A (en) | A kind of movable siphonal water decanter | |
CN207295943U (en) | A kind of road drainage system | |
JP5695495B2 (en) | Overlay structure | |
TWM581610U (en) | Reservoir dredging and water recycle system | |
CN107794996A (en) | Alleviate waterlogging, the automatic dredging system and method for solving drainage pipeline networks touting problems | |
CN208891398U (en) | Ecological maintenance equipment for river course clear up and greening | |
CN212317023U (en) | Unpowered sand suction device | |
CN210636566U (en) | Pipeline intake pool structure that combines channel to arrange | |
KR101334256B1 (en) | Easy to use pump for water purification |