NO773229L - Bunnskrape. - Google Patents

Description

Bunnskrape.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en bunnskrape som spesielt kan plasseres på en endeløs line for skraping av sjøbunnen, så som slike som benyttes ved kontinuerlig oppsamling av sedimenter som beskrevet i fransk patent nr. 2 185 747.

En slik endeløs line forsynt med skraper plasseres på sjøbunnen fra et skip, bringes ombord i et annet skip hvor skrapene tømmes og føres igjen over til det første skip gjennom et delvis ned-dykket parti, idet begge skip beveger seg i samme retning langs stort sett parallelle baner. Av denne grunn ligger den arbeid-ende del av slepelinen i liten avstand fra bunnen eller på bunnen, og de skraper den er forsynt med ligger på bunnen slik at de kan samle opp sedimenter. Under oppsamlingsoperasjonen beveges skrapene av den kraft som resulterer på den ene side av slepelinens bevegelse og på den annen side av skipenes bevegelse .

Blant de sedimenter som i tidens løp har samlet seg på sjøbunnen er det mange som er gjenstand for systematisk forskning på grunn av sin økonomiske verdi. Dette gjelder spesielt flermetalliske knoller som er ansamlinger som spesielt inneholder jern, mangan, kopper, nikkel og kobolt og som befinner seg på overflaten og/ eller i overflatelaget på sjøbunnen.

Ved oppsamling av slike flermetalliske knoller er det ønskelig at hver skrape bare plukker opp disse legemer og etterlater alle andre sedimenter. Under oppsamlingen vil således skrapene måtte foreta en adskillelse mellom knoller og sjøsedimenter. For at skrapen skal kunne samle så mange knoller som mulig, er det nødvendig åt den holder seg i nær kontakt med sjøbunnen,

så lenge slepelinens arbeide nær sjøbunnen pågår.

Skuffene må således sile ut og lagre knollene for at de skal kunne heves opp til skipet. Denne trefoldige funksjon har tid-ligere vært utført av skraper som omfatter en parallellepipedisk kurv med åpen front og med en bunn som i forkant er forlenget med tenner som er skrådd svakt nedover.

Slike skraper har mange ulemper. Spesielt er andelen av flermetalliske knoller som samles opp for lav i forhold til andre sedimenter, dvs. åt fyllingskoeffisienten som er forholdet mellom vekten av de oppsamlede knoller og totalvekten av det oppsamlede materialet, er for lav. Videre har det vist seg at alvorlig oppstuvning kan forekomme foran skrapens tenner, noe som bringer skrapen opp fra sjøbunnen og ofte ledsages av en forovertippende bevegelse. Slike bevegelser kan ikke tillates fordi de medfører delvis eller til og med fullstendig tap av det materialet som er samlet opp i skrapens kurv, og også fordi skrapen plukker opp knoller på en ikke-repeterende måte.

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en skrape som er spesielt egnet for plassering på en endeløs slepeline av den type som er beskrevet i fransk patent nr. 2 185 747 og sikrer oppsamling av flermetalliske knoller med høy oppfyllingskoeffisient.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en skrape av denne type som er så stabil som mulig i sine bevegelser under hele oppsamlingsfasen på sjøbunnen.

Et ytterligere formål er å tilveiebringe en slik skrape som kan samle opp knoller i mengder som er så repeterbare som mulig.

I følgende beskrivelse vil det forutsettes at bunnskrapen ligger på en plan, horisontal flate og er styrt i sin bevegelsesretning slik at uttrykket som "front", "bakside" og "side" vil være entydige.

Disse formål vil forstås ut fra følgende beskrivelse og oppnås ved hjelp av en bunnskrape ifølge foreliggende oppfinnelse som omfatter en kurv av stort sett parallellepipediske form som har åpen front og som er forsynt med sidesko, hvor kurvens bunn i sitt fremre parti har en rist med langsgående elementer som er skrådd nedover og som kun ved sin fremre ende trenger ned i bunnen som skal skrapes, hvor det karakteristiske er at ristener fleksibel og er strukket mellom et tversgående, fremre forbindelsesledd og et element dannet i et med forkanten av det horisontale parti av kurvens bunn.

Disse fleksible elementer er fortrinnsvis festet i en ende til det tversgående, fremre ledd, er ført over elementet dannet i ett med forkant av kurvens fremre parti, og er i sin andre ende forbundet med den bakre del av kurven ved hjelp av strekkorganer. De fleksible elementene kan med fordel utgjøres av ståltråder.

Det tversgående fremre ledd er fortrinnsvis et deformerbart ledd hvis ender er forankret i et element i et med tilsvarende sideflate på kurven.

På hver side av risten er det deformerbare ledd med fordel ført gjennom et spor i en vange festet til kurven innenfor det tilsvarende forankringselement.

Risten er skrådd nedover med en vinkel på mellom 10 og 25°, fortrinnsvis i nærheten av 20°. Dens lengde må naturligvis være slik at dens fremre ende befinner seg under overflaten av sedi-ments jiktet som bunnskrapen er plassert på. Verdien av denne vinkel kan lett bestemmes som en funksjon av systemets geometriske parametre og spesielt som en funksjon av ristens helning og klaringen mellom kurv og sjøbunn.

Hver av sideskoene utgjøres av en kontinuerlig konstruksjon som omgir den tilsvarende sidevegg i kurven.Denne konstruksjon omfatter en såle som strekker seg under kurven i stort sett hele dennes lengde og er bøyet oppad i fremkant slik at den danner et skråplan som er forlenget med et oppad avrundet parti som igjen er forlenget bakover over kurven og bak denne ved hjelp av elementer forbundet med bakre parti av sålen. Skråplanet danner med fordel en vinkel med horisontalen på mellom 5 og 20°, fortrinnsvis rundt 10°.

Når det gjelder klaringen til sjøbunnen, skal bemerkes at bunnen av kurven fortrinnsvis er plassert i en vertikal avstand på 10 cm over sålen av sideskoene.

Bunnskrapen omfatter med fordel midler for justering av denne vertikale distanse.

Kurvens overside omfatter ved sitt fremre parti en oppad skrån-ende rist identisk med risten i bunnen av kurven, og den øvre side av skoene omfatter en såle i likhet med denne nedre side.

Fortrinnsvis utgjøres i det minste en del av kurvens bunn av langsgående stenger for å lette den bakovergående bevegelse av knollene.

Kurven, hvis bredde kan være større enn dens lengde, kan med fordel strekke seg sideveis til ytterkanten av sideskoene og ned på innsiden av disse sko. Dette øker lagringsvolumet og distribuerer det på en mer velegnet måte, spesielt med hensyn til skrapens stabilitet.

De to fremre deler av hver av sideskoene kan med fordel være forsynt med en vertikal defleksjonsplate plassert på skrå på

en slik måte at de to defleksjonsplater konvergerer mot skrapens fremkant.

Midler for innhaking på en slepeline er fortrinnsvis plassert på de avrundede partier av skoene.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nærmere under henvisning til det utførelseseksempel som er vist på tegn-ingen.

Fig. 1 viser et grunnriss av en bunnskrape ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 viser et sideriss.

Som det fremgår av fig. 1, utgjøres en bunnskrape ifølge oppfinnelsen hovedsakelig av en kurv 1 av stort sett parallellepipediske form som er forsynt med sidesko angitt generelt med 2 og 3. Kurvens bunn 4 omfatter et fremre parti 5 som er skrådd svakt nedad og som har en rist struktur som skal beskrives i større detalj i det følgende.

Som det best fremgår av fig. 2, har sideskoene et kontinuerlig bånd, hvis innerflate omfatter en horisontal såle 6, plassert i rett vinkel med kurven, som i forkant er hevet slik at det dannes et skråplan 7 hvis forkant er avrundet oppover. Til de fremre partiene av skoene er det festet midler 9 for fast-huking av skrapen til slepelinen. Disse midler kan f.eks. ut-gjøres av ringer eller ringkroker. Helningsvinkelen for skråplanet 7 på skoen er mellom 5 og 20° og har fortrinnsvis en verdi nær 10°.

Skoenes anleggsflate må være slik at skrapen trenger minimalt ned i sedimentene, dvs. mellom 0 og 5 cm. For en gitt flate er denne dybde en funksjon av (a) vekten av skrapen og belast-ningen av det oppsamlede materialet, og (b) av sjøbunnens spesielle egenskaper, spesielt dens kohesjon. Disse egenskaper bestemmes etter kjente metoder ved hjelp av prøver som tas av sjøbunnen. Fra prøveresultatene kan en fagmann bestemme hvilken anleggsflate som skoene skal forsynes med i hvert enkelt til-felle .

Bunnen 4 av kurven omfatter en fremre rist 5 (se fig. 1) som

er plassert mellom skoene og som er skrådd noe nedad. Denne rist 5 utgjøres av langsgående fleksible elementer 10 som er strukket mellom et ledd 11 ved bunnens fremkant og det bakre parti av bunnen. Disse elementer er ført over det elementet 12 som utgjør forkanten av det horisontale bunnparti 4.

Dette forbindelsesleddet 11, som f.eks. kan være en rund stang, en kabel, en ståltråd av pianotråd type eller en kjettingstump, er ført gjennom hakk i vertikale vanger 13 som er festet til kurven 1. Leddets ender er forankret i blokker 14 som også er festet til kurven.

De langsgående fleksible elementer 10 kan med fordel være festet til bakre parti av kurven ved hjelp av strekkorganer 15. Disse fleksible strukkede elementer 10 gir det skrå fremre parti 5

rist struktur.

Som fleksible elementer 10 kan det f.eks. benyttes kabler, ståltråder av pianotråd typen eller runde stenger med liten diameter. Festing av hvert fleksibelt element 10 til leddet 11 i den ene ende og til et strekkorgan i den andre ende gjøres ved hjelp av egnede midler. Når et slikt element 10 utgjøres av pianotråd,

er det mulig å bøye dens ender til hårnål fasong og føre en rund leddet 11 og forbinde den andre med strekkorganet 15.

Avstanden mellom to påfølgende fleksible elementer 10 er en funksjon av knollstørrelsen. Avstanden må naturligvis være mindre enn den minste knollstørrelse det er ønskelig å samle opp.

Vinkelen som dannes med horisontalen av risten 5 må være slik

at knoller på den ene siden kan passere opp inn i kurven og at de fleksible elementer 10 på den annen side utfører sin silende og oppsamlende funksjon uten at de utsettes for for mye bremsing. Dette er grunnen til at vinkelen må ligge mellom 10 og 25°, fortrinnsvis nær 20°.

Bunnen 4 av kurven 1 utgjøres av runde stenger 16 anordnet parallelt med skoene for å lette knollenes bevegelse mot kurvens bakre parti. Det må være en liten åpning mellom hver stang som er mindre enn de minste knollers diameter. Kurvens andre sider kan utgjøres av et nettverk av metallstrimler eller av en lignende konstruksjon, bortsett fra frontflaten som må være åpen.

For å gi skrapen stor stabilitet er det i tillegg til de alle-rede nevnte betingelser nødvendig at kurven 1 forsynt med risten 5 strekker seg langsetter i omtrent 2/3 av apparatets totale lengde.

Bunnen 4 av kurven må alltid befinne seg over sjøbunnen uansett hvor dypt skoene synker i sedimentet. For å oppnå dette uansett hvordan sedimentet som utgjør sjøbunnen måtte være, plasseres bunnen 4 omtrent 10 cm over skoenes såler.

Kurven kan være montert på en slik måte at avstanden mellom

kurvebunnen og skosålen 6 kan justeres.

Tømming av kurven utføres ved å tippe den forover. Dette er grunnen til at det er fordelaktig å forsyne rommet på innsiden av det fremre parti av hver sko som omfatter skråplanet 7 med en skrå deflektorplate 17 som under tømming forhindrer ansamling av knoller i det runde partiet 8 av skoen.

Skrapen er fortrinnsvis konstruert symmetrisk (som vist på fig. 1) i forhold til et middel horisontal plan. Dette sikrer at skrapen alltid vil falle på sjøbunnen i arbeidsstilling.

Når skrapen ligger på sjøbunnen, utsettes den som nevnt ovenfor for en virkning som er resultatet av slepelinens bevegelse, og skipenes bevegelse. Leddet 11 skyves gjennom sedimentet og skjærer et øvre sjikt løs fra dette. De fleksible elementer 10 vil på grunn av sin skråstilling samle opp knollene som ligger på eller i dette overflatesjikt og på grunn av sin utformning vil de sile bort sedimenter uten at det skjer noen oppstuvning. På grunn av de fleksible elementers skråstilling og utformning vil knollene fortsette inn i kurven hvor de samles opp.

Dersom skrapen utsettes for et forovertippende moment, vil formen på skoene og spesielt tilstedeværelsen av skråplanet 7 omtrent alltid hindre at kurven velter.

En bunnskrape ifølge foreliggende oppfinnelse har således god stabilitet og vil under hele knolloppsamlingsfasen befinne seg i permanent kontakt med sjøbunnen. Videre vil oppstuvning ikke skje foran risten. Dertil skjer utsiling av knollene fra sedimentet på en meget tilfredsstillende måte.

Imidlertid skal det bemerkes at for å kunne innvinne maksimalt med knoller, og siden haugen av oppsamlede knoller bare delvis beveger seg mot den bakre ende av kurven, kan det være fordelaktig å forlenge den skrå rist 5 lenger ned i sedimentet. Således vil skrapen når den heves samle knoller som ellers ikke ville bli innfanget. Volumet av kurven strekker seg sideveis og nedover på innsiden av skoene. Det skal også bemerkes at når bunnskrapen heves vil den innta en mer eller mindre vertikal stilling slik at alle de oppsamlede knoller vil bli liggende i bunnen av kurven.

I det følgende er dimensjonene angitte for en prototype på en skrape som har vist seg å funksjonere fullstendig tilfredsstillende .

Claims (19)

Patentkrav

1. Bunnskrape for skraping av sjøbunnen og lignende over-flater, omfattende en kurv som har stort sett parallellepipedisk form, har åpen front, er forsynt med sidesko og har en bunn som i det fremre parti omfatter en rist som har langsgående elementer som er skrådd nedad og som kun med sin fremre ende trenger ned i bunnen som skal skrapes, karakterisert ved at elementene i risten er fleksible og er strukket mellom et tversgående fremre forbindelsesledd og et element som går i ett med forkanten av det horisontale parti av kurvens bunn.

2. Bunnskrape ifølge krav 1, karakterisert ved at de fleksible elementer er festet i en ende til det tversgående fremre ledd, passerer rundt nevnte element som går i ett med forkanten av det horisontale parti av kurvens bunn, og ved sin andre ende er forbundet med det bakre parti av kurven ved hjelp av strekkorganer.

3. Bunnskrape ifølge krav 1 eller 2, karakter i- sert ved at de fleksible elementer er fremstilt av ståltråd.

4. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det tversgående fremre ledd er et deformerbart ledd hvis ender er forankret i hvert sitt element festet til tilsvarende sideflate på kurven.

5. Bunnskrape ifølge krav 4, karakterisert ved- at nevnte deformerbare ledd mellom forankringselementene er ført gjennom spor i vanger festet til kurven.

6. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at risten er skrådd nedover med en vinkel på mellom 10 og 25°.

7. Bunnskrape ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte vinkel er omtrent 20°.

8. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at hver av skoene utgjøres av en kontinuerlig konstruksjon som omgir den tilsvarende sidevegg i kurven, at konstruksjonen omfatter en såle som strekker seg under kurven stort sett langs hele dennes lengde og som er bøyet opp ved fronten slik at den danner et skråplan og er forlenget videre i et oppad avrundet parti som i sin tur er forlenget bakover, over kurven og bak denne ved hjelp av elementer festet til det bakre partiet av sålen.

9. Bunnskrape ifølge krav 8, karakterisert ved at skråplanet danner en vinkel på mellom 5 og 20° med horisontalen.

10. Bunnskrape ifølge krav 9, karakterisert ved at nevnte vinkel er omtrent 10°.

11. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-10, karakterisert ved at bunnen i kurven er plassert i en vertikal avstand på omtrent 10 cm over sålen av skoene.

12. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-11, karakterisert ved at den omfatter midler for justering av den vertikale avstand mellom bunnen av kurven og skoenes såler.

13. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-12, karakterisert ved at den øvre side av kurven mot sin front omfatter en oppadskrånende rist identisk med risten i bunnen av kurven, og at oversiden av skoene omfatter en såle i likhet med skoenes underside.

14. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-13, karakterisert ved at i det minste en del av kurvens bunn utgjøres av langsgående stenger.

15. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-14, karakterisert ved at kurvens bredde er større enn dens lengde.

16.. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-15, karakterisert ved at kurven strekker seg sideveis til ytterkantene av hver av skoene.

17. Bunnskrape ifølge krav 16, karakterisert ved at kurven strekker seg nedover i skoenes indre.

18. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-17, karakterisert ved at fronten av hver sko er forsynt med en sideveis deflekterende plate som er montert på skrå slik at den konvergerer mot skrapens front.

19. Bunnskrape ifølge et av kravene 1-18, karakterisert ved at hver sko er forsynt med midler for tilkobling til en slepeline.