PT2225420E - Cabeça de dragagem de uma draga de sucção em arrasto e processo de dragagem usando esta cabeça de dragagem - Google Patents
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Description
ΕΡ2225420Β1
DESCRIÇÃO
CABEÇA DE DRAGAGEM DE UMA DRAGA DE SUCÇÃO EM ARRASTO E
PROCESSO DE DRAGAGEM USANDO ESTA CABEÇA DE DRAGAGEM 0 invento refere-se a uma cabeça de dragagem de uma draga de sucção em arrasto de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Mais especificamente o invento refere-se a uma cabeça de dragagem que compreende uma pala rotativa ligada a um tubo de sucção para descarregar solo através da abertura de sucção da pala.
Uma dessas cabeças de dragagem é conhecida, por exemplo, através da patente EP-A-0892116. Descreve-se aqui uma cabeça de dragagem que consiste numa pala ligada a um tubo de sucção. A pala tem geralmente uma parede superior e duas paredes laterais, e é aberta no lado inferior, criando desta forma uma abertura de sucção para a descarga de solo. 0 conjunto é fixado à draga de sucção em arrasto por meio de um tubo de dragagem. Para permitir a dragagem de solo por baixo de água, a cabeça de dragagem é baixada com o tubo de dragagem e o tubo de sucção por baixo de água na posição do lado traseiro da draga de sucção em arrasto, até entrar em contacto com o fundo sob a influência do seu próprio peso. A cabeça de dragagem é arrastada sobre o fundo, para dragagem através do movimento da draga de sucção em arrasto, pelo que o solo é solto e aspirado com água através do tubo de sucção. Para este efeito a draga de sucção em arrasto é proporcionada com uma bomba de sucção. A libertação do solo é facilitada na 1 ΕΡ2225420Β1 cabeça de dragagem conhecida dotando a pala de uma série de dentes, que estão dispostos normalmente transversalmente à direcção de navegação, numa chamada chapa dentada e que penetra parcialmente no solo durante a dragagem. Também é injectada água sob pressão no solo para o fluidizar. Todas estas medidas se destinam a aumentar a eficiência de dragagem, que neste requerimento se entende como o volume de solo dragado por unidade de tempo.
Ambas as patentes SU-A1-1573101 e JP 61126227 descrevem cabeças de dragagem para uma draga de sucção em arrasto, compreendendo uma pala rotativa que se liga a um tubo de sucção para descarregar solo através da abertura de sucção da pala. A pala é proporcionada com uma construção de captura para objectos indesejáveis.
Se a cabeça de dragagem conhecida for aplicada em solos mais duros, tal como por exemplo arenito, coral, rocha ou lama altamente compactada, podem originar-se bocados grandes e duros durante a dragagem devido à acção dos dentes, e estes são aspirados na sua totalidade e podem bloquear o tubo de sucção, ou mesmo danificar ou parar a bomba de sucção. Muitos solos para dragagem estão também repletos de material bélico, tal como bombas. Para evitar que estes objectos indesejáveis provoquem problemas, a cabeça de dragagem conhecida, e mais particularmente a sua pala, é proporcionada com uma construção de captura tendo a forma, por exemplo, de uma grelha. Uma tal estrutura de barras dispostas em cruz, entre as quais se situam as aberturas de passagem, evita a entrada 2 ΕΡ2225420Β1 no tubo de sucção de objectos indesejáveis que são maiores do que as aberturas de passagem. Descobriu-se, no entanto, que isto tem um efeito negativo na eficiência de dragagem. Uma diminuição na eficiência de dragagem é provocada, entre outros factores, pelo bloqueamento de uma parte da abertura de sucção da pala pelos objectos indesejáveis, pelo que cada vez menos terra pode ser aspirada. A cabeça de dragagem tem de ser então trazida para a superfície e lavada, o que ocupa tempo valioso. 0 presente invento tem como objecto proporcionar uma cabeça de dragagem de uma draga de sucção em arrasto que proporcione protecção adequada contra a sucção de objectos indesejáveis sem que isto afecte negativamente a eficiência de dragagem.
Este objecto é atingido através da existência de uma cabeça de dragagem de acordo com a reivindicação 1. A cabeça de dragagem de acordo com o invento compreende, para este efeito, uma pala proporcionada com uma construção de captura para objectos indesejáveis, cuja construção de captura fecha a abertura de sucção, excepto as aberturas de passagem, na qual pelo menos um determinado número de aberturas de passagem tem uma área de passagem variável. Surpreendentemente, proporcionando um determinado número de aberturas de passagem com uma área de passagem variável, faz com que a abertura de sucção fique bloqueada menos rapidamente, ou não fique mesmo bloqueada. Os objectos que 3 ΕΡ2225420Β1 ficaram presos na construção de captura também sao libertados de novo muito rapidamente. A grelha conhecida fica muito deformada e/ou danificada durante a utilização. Isto deve-se ao facto de os objectos indesejáveis serem arrastados contra a grelha com muita força (devido à grande força de sucção da bomba da draga de sucção em arrasto e ao próprio peso da cabeça de dragagem e tubo de dragagem) e ficarem alojados ai de forma firme. Não só a remoção é difícil, como também se podem criar furos maiores na grelha e/ou entre a grelha e as paredes laterais da pala devido à deformação da grelha, pelo que os objectos indesejáveis já não são retidos. Descobriu-se que a construção de captura de acordo com o invento se deforma menos do que a grelha conhecida.
Uma forma de realização preferida da cabeça de dragagem de acordo com o invento é caracterizada pelo menos por um determinado número de aberturas de passagem ter uma área de passagem que pode ser alargada. Verificou-se que uma tal forma de realização preferida, não só reduz ainda mais a necessidade de limpeza, como também consegue que objectos indesejáveis, mesmo na eventualidade pouco provável de ficarem presos na construção de captura, poderem ser removidos de forma relativamente fácil.
Uma outra forma de realização preferida da cabeça de dragagem de acordo com o invento é caracterizada por a construção de captura compreender uma estrutura de barras 4 ΕΡ2225420Β1 dispostas em cruz e entre as quais se situam as aberturas de passagem, em que pelo menos algumas das barras estão ligadas de forma móvel à pala. Uma primeira série de barras está aqui ligada, de preferência de forma fixa, à pala e uma segunda série de barras está ligada de forma móvel à pala. A primeira série de barras ligadas de forma fixa à pala proporciona a resistência e rigidez necessárias da construção de captura. A segunda série de barras (móveis) garante que pelo menos um determinado número de aberturas de passagem entre as barras tem uma área de passagem variável. Verifica-se que as barras não são necessariamente cilíndricas, mas podem ter uma secção transversal aleatória. Uma outra vantagem da presente forma de realização reside no facto de os elementos desmontáveis possivelmente danificados poderem ser substituídos muito mais rapidamente do que os componentes fixos, devido ao facto de não estarem fixos.
É também vantajoso caracterizar a cabeça de dragagem de acordo com o invento pelo facto de a segunda série de barras estar ligada de forma móvel à primeira série de barras por meio de um acoplamento deslizante entre dois batentes de fim de curso dispostos numa primeira série de barras. Uma barra da segunda série pode assim deslizar por cima de uma barra da primeira série, mas apenas numa distância limitada. A distância é determinada pela posição dos batentes de fim de curso que, além disso, é ajustável nesta variante preferida. Nesta variante preferida, o número de batentes de fim de curso, a distância mútua entre estes e o número de barras da segunda série podem ser facilmente adaptados às condições. A 5 ΕΡ2225420Β1 construção de captura pode ser assim tornada facilmente adequada para o efeito de reter bombas ou de reter rochas. Uma construção de captura para bombas tem, normalmente, áreas de passagem de 10 x 10 cm, enquanto uma construção de captura para rochas para uma cabeça de dragagem maior tem, normalmente, áreas de passagem de 40 x 30 cm. Consegue-se uma construção de captura para rochas a partir de uma construção de captura para bombas de uma forma simples, removendo dai um determinado número de barras da primeira série. Isto também é reversível.
Podem conseguir-se as mesmas vantagens referidas acima caracterizando a cabeça de dragagem de acordo com o invento, pelo facto da segunda série de barras estar ligada de forma móvel à primeira série de barras por meio de um acoplamento deslizável entre duas mangas dispostas na primeira série de barras. Uma barra da segunda série pode deslizar, assim, por cima de uma barra da primeira série, mas apenas ao longo de uma pequena distância, em que a distância é determinada pelo comprimento das mangas. A cabeça de dragagem de acordo com o invento compreende, de preferência, uma pala que é proporcionada com uma série de dentes que estão dispostos transversalmente à direcção de navegação, e que penetram parcialmente no solo durante a dragagem. Uma tal série de dentes provoca regularmente problemas na cabeça de dragagem conhecida, porque os objectos indesejáveis, tal como rochas grandes, ficam alojados entre a 6 ΕΡ2225420Β1 grelha e os dentes. Isto acontece menos com a cabeça de dragagem de acordo com o invento. É ainda vantajoso quando a construção de captura da cabeça de dragagem de acordo com o invento é proporcionada com uma série de dentes. Uma tal série de dentes está disposta, de preferência, na primeira série de barras, porque estas barras fazem parte da construção de suporte da pala e podem, por isso, transmitir forças consideráveis. Os dentes da presente variante preferida estão dispostos, de preferência, descentrados na construção de captura. Para uma determinada distância de corte (a distância entre sulcos abertos no solo) a distância mútua entre os dentes aumenta. Isto reduz a possibilidade de objectos indesejáveis ficarem alojados entre os dentes.
Numa outra forma de realização preferida da cabeça de dragagem de acordo com o invento, a pala é proporcionada com tiras de desgaste na posição do lado inferior das paredes laterais. Dependendo das condições do solo, estas tiras de desgaste podem ser semelhantes a facas e, desta forma, suficientemente finas para penetrarem no chão. Faz-se, assim, uma selagem lateral, pelo menos parcial. A distância entre a construção de captura e solo também é ajustada, de preferência, usando as tiras de desgaste. A distância entre a construção de captura e o solo pode assim aumentar, se durante a utilização se descobrir que a construção de captura se desgasta muito rapidamente, ou está ainda em risco de ficar bloqueada. Se for pretendido, a construção de captura 7 ΕΡ2225420Β1 de acordo com o invento é proporcionada com uma série de tubos de jacto para ejectar um meio sob pressão, de preferência água, para fluidizar o solo, partir e/ou transportar objectos indesejáveis, ou por outros motivos. Os tubos de jacto - e desta forma também o jacto de saida -podem aqui ser direccionados para o interior da pala, por exemplo nos dentes, ou serem direccionados para jusante, embora seja também possível proporcionar tubos de jacto que são direccionados substancialmente verticalmente, ou quase verticalmente para baixo, todos sujeitos às condições específicas do solo para dragagem. 0 invento também se refere a um processo para partir e/ou dragar por baixo de água, pelo menos parcialmente, solo duro usando uma draga de sucção em arrasto equipada com uma cabeça de dragagem de acordo com o invento. A cabeça de dragagem do invento possibilita, de forma simples, a libertação da construção de captura de objectos indesejáveis, caso eles fiquem presos na construção de captura. 0 processo compreende, para este efeito, um passo no qual a cabeça de dragagem é levantada do fundo e/ou no qual a acção de sucção é temporariamente reduzida ou desactivada. Devido à construção engenhosa do invento, os objectos indesejáveis são aqui facilmente libertados da construção de captura. As obstruções podem ser assim removidas, interrompendo simplesmente o processo da sucção, enquanto isto raramente se consegue com uma estrutura de captura fixa e padrão. Neste último caso, a cabeça de dragagem tem de ser colocada de novo a bordo após alguns tempo, para remover manualmente as 8 ΕΡ2225420Β1 obstruções. Uma vez que não é necessário fazê-lo com a construção de captura de acordo com o invento, a sua sucção significa um ganho significativo no tempo de dragagem. 0 invento será agora também explicado com referência às figuras e descrição seguinte de formas de realização preferidas, sem que o invento esteja limitado às mesmas. Nas figuras:
Figura 1 - ilustra esquematicamente uma cabeça de dragagem de uma draga de sucção em arrasto;
Figura 2 - é um corte transversal de uma cabeça de dragagem de acordo com o invento;
Figura 3 - é uma vista por debaixo da cabeça de dragagem ilustrada na figura 1;
Figura 4 é uma vista frontal de um corte ao longo da linha B - B da cabeça de dragagem ilustrada na figura 1;
Figura 5 - é uma vista em perspectiva, por debaixo, de uma outra forma de realização da pala de uma cabeça de dragagem de acordo com o invento;
Figura 6 - é uma vista em perspectiva, por debaixo, de um detalhe da variante de forma de realização ilustrada na figura 4; e 9 ΕΡ2225420Β1
Figura 7 - é uma vista em perspectiva, por debaixo, de uma parte da forma de realização variante ilustrada na figura 4.
Fazendo referência à figura 1, ilustra-se uma cabeça de dragagem que se desloca na direcção da seta P por cima de um fundo a ser dragado por meio de uma draga de sucção em arrasto (não ilustrada). A cabeça de dragagem compreende uma pala 2 ligada a um tubo de sucção 1. A pala 2 é dotada, entre outras, de paredes laterais 3, uma parede traseira 3' e uma placa superior 4 com uma parte arqueada 5 que, quando a pala 2 roda em torno do veio de rotação 6, permanece em contacto próximo com a tira de selagem 7. Durante a dragagem, a cabeça de dragagem assenta com a placa de calcanhar 8 no fundo. No caso de se pretender, a placa de calcanhar 8 pode ser dotada de um conjunto de tubos de jacto 9 que injectam água sob pressão no fundo, para a sua fluidização. A jusante da placa de calcanhar 8 a pala 2 é proporcionada com uma série de dentes 10 que estão dispostos numa chapa dentada e que garantem que o fundo é aberto. Uma segunda série de tubos de jacto 12 pode estar opcionalmente disposta mais a jusante com o objectivo de fluidizar também o chão a maior profundidade. Os tubos de jacto 12 estão ligados a uma câmara 11 com altura ajustável proporcionada com água 13. Durante a dragagem é mantida uma sob-pressão dentro do tubo de sucção 1 e pala 2 por meio de uma bomba de sucção (não ilustrada) pelo que as partículas de solo soltas são descarregadas no tubo de sucção 11 através da abertura de sucção 15 da pala 2. Para efeitos de selagem lateral adequada, a pala 2 é ainda proporcionada, 10 ΕΡ2225420Β1 de preferência, com tiras de desgaste 14 em forma de faca que correm lateralmente, dispostas no lado inferior das paredes laterais 3. A pala 2 é levantada ou baixada em torno do veio de rotação 6 por meio de um cilindro hidráulico 16. 0 cilindro 16 está ligado de forma fixa relativamente à cabeça de dragagem, e está ligado de forma articulada à parede traseira 3' da pala 2, por meio de um acoplamento articulado 17.
Fazendo referência à figura 2, ilustra-se uma primeira forma de realização exemplif icativa de uma pala 2 de uma cabeça de dragagem de acordo com o invento. A pala 2 é proporcionada com uma construção de captura 20 para objectos indesejáveis, tais como, por exemplo, pedras grandes, rochas e/ou bombas. Na variante ilustrada, a construção de captura 20 é recebida horizontalmente na pala 2. Isto não é essencial, e a construção de captura 20 pode correr fazendo um ângulo com o lado inferior da pala 2, ou mesmo verticalmente. Como se pode ver claramente na figura 3, a construção de captura 20 fecha a abertura de sucção, à excepção de um determinado número de aberturas de passagem 21. 0 que é excepcional na construção de captura 20 do invento é o facto de pelo menos um determinado número de aberturas de passagem 21 ter uma área de passagem variável. Na forma de realização preferida ilustrada nas figuras 2, 3 e 4, isto é conseguido da forma seguinte. A construção de captura 20 compreende uma estrutura de barras 22, 23 dispostas em cruz e entre as quais se situam aberturas de passagem 21. As barras longitudinais 22 correm na direcção do 11 ΕΡ2225420Β1 comprimento da pala 2 (durante a utilização, esta direcção corresponde à direcção de dragagem P) , enquanto as barras transversais 23 correm na direcção transversal da pala 2. De acordo com o invento, pelo menos algumas das barras longitudinais 22 e/ou barras transversais 23 estão ligadas de forma móvel à pala 2. Com referência à variante ilustrada na figura 3, a primeira série de barras ligadas de forma fixa à pala 2 é formada por barras longitudinais 22a. As barras transversais 23a estão montadas de forma móvel entre barras longitudinais 22a e estão ligadas ao lado da pala. As barras longitudinais 22a são soldadas, por exemplo, à parede traseira 3' da pala 2. Na variante ilustrada na figura 3, as barras transversais 23a estão ligadas de forma móvel à parede lateral 3 e/ou barras longitudinais fixas 22a por meio de um bordo de fixação 26 no qual é montado um bordo de travamento 27. Uma segunda série de barras longitudinais 22b está ligada de forma móvel à pala 2, e mais particularmente a barras transversais 23a da primeira série. Tal como está ilustrado na figura 2, o acoplamento entre as barras longitudinais e barras transversais 23a é formada por um bordo de acoplamento 22c (ilustrado com linhas) que é colocada sobre barras transversais 23a e que é proporcionada com aberturas 22d para que estas possam ser colocadas por cima de barras transversais 23a. As barras longitudinais móveis 22b são então soldadas de forma fixa ao lado inferior do bordo de acoplamento 22c. Também é possível aplicar uma ligação com cavilha para o bordo de travamento 27. Uma tal ligação torna a substituição de uma barra longitudinal possivelmente danificada 22b e/ou barra 23a transversal muito simples. As 12 ΕΡ2225420Β1 aberturas 22d no bordo de acoplamento 22c garantem que é deslizável na direcção transversal por cima das barras transversais 23a. Devido à folga entre aberturas 22d e barras transversais 23a, um deslocamento (possivelmente limitado) descendente ou ascendente (fora do plano da figura 3) é ainda possível. Isto torna as barras longitudinais 22b móveis. Mangas ou tubos espaçadores ou batentes de fim de curso, entre as quais podem deslizar bordos de acoplamento 22c, estão dispostos na primeira série de barras 23a para limitar o movimento.
Verificou-se que, com a construção de captura 20 de acordo com o invento, há um número significativamente inferior de objectos indesejáveis que ficam alojados em aberturas de passagem 21. Isto atribui-se ao carácter "móvel", acima descrito, da construção de captura. Se, apesar da operação melhorada, os objectos indesejáveis ficarem, mesmo assim, por trás da construção de captura durante a dragagem, um processo, no qual a cabeça de dragagem do invento é levantada e/ou no qual a acção de sucção é temporariamente reduzida ou desactivada, é normalmente suficiente para libertar a construção de captura de objectos indesejáveis. Isto poupa muito tempo de produção. A maior mobilidade da construção de captura é, evidentemente, suficiente para mais uma vez deixar cair de forma simples os objectos que fiquem agarrados devido à acção de sucção forte do tubo de sucção. Isto é surpreendente, uma vez que se esperaria que um objecto alojado na construção de captura contrariasse a mobilidade das barras da construção de 13 ΕΡ2225420Β1 captura, pelo que não haveria diferença de uma construção de captura só com barras fixas. A figura 5 ilustra outra variante preferida da construção de captura do invento. Uma pala 2 com paredes laterias, uma placa superior 4 com uma porção arqueada 5 e uma parede traseira 3' está ilustrada. A pala 2 é proporcionada no lado a jusante com uma chapa dentada 18 que incorpora aberturas 10' para a montagem de dentes 10. A pala 2 é proporcionada, no interior, com um conjunto de divisórias de reforço 40, várias das quais são proporcionadas no lado a montante com aberturas 41 nas quais o veio de rotação 6 (ilustrado nas figuras 1 e 2) pode ser recebido. Três tubos transversais 42 são recebidos nas paredes laterais 3 da pala 2. Estes são dimensionados para proporcionarem suficiente resistência e rigidez à pala e possam também ser dotados de dentes ou outra ferramenta de corte. Uma primeira série de tubos transversais 42 é recebida em aberturas 43 de divisórias 40. Os bordos de acoplamento móveis 44 são ainda recebidos em tubos transversais 42 entre divisórias fixas 40. Estes bordos são também proporcionadas com aberturas que são empurradas por cima de tubos transversais 42. Tal como ilustrado com mais pormenor na figura 6, uma segunda série de barras longitudinais 45 é fixa no lado inferior em bordos de acoplamento 44 (por motivo de clareza as barras longitudinais 45 não estão ilustradas na figura 5). As barras longitudinais 45 são assim ligadas, de forma móvel, à primeira série de tubos transversais 42 por meio de um acoplamento deslizável 44. O deslizamento pode ser feito de forma limitada entre 14 ΕΡ2225420Β1 dois batentes de fim de curso 46 dispostos na primeira série de tubos transversais 42. A construção de captura 20 compreende a estrutura formada por barras 42 e 45 dispostas em cruz e entre as quais se situam as aberturas de passagem 21. A figura 7 ilustra outra variante preferida na qual todas as divisórias 40 são proporcionadas com barras longitudinais fixas 45a e bordos de acoplamento 44 com barras longitudinais móveis 45. A chapa dentada 18 da cabeça de dragagem é ainda proporcionada com uma série de dentes 10. Os tubos transversais 42 da construção de captura 20 são ainda proporcionados com uma segunda série de dentes 50.
Lisboa, 27 de Outubro de 2011 15
Claims (9)
- ΕΡ2225420Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Cabeça de dragagem de uma draga de sucção em arrasto, compreendendo uma pala rotativa (2) ligada a um tubo de sucção (1) para descarregar a terra por um orifício de sucção (15) da pala (2) , sendo a pala dotada de uma estrutura de captura (20) para objectos indesejáveis, caracterizada por a estrutura de captura (20) fechar o orifício de sucção (15) excepto para os orifícios de passagem (21) , na qual pelo menos um determinado número de orifícios de passagem (21) tem uma área de passagem variável.
- 2. Cabeça de dragagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por pelo menos um determinado número de orifícios de passagem (21) ter uma área de passagem que pode ser alargada.
- 3. Cabeça de dragagem de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por a estrutura de captura (20) compreender uma estrutura de barras (22, 23) que estão dispostas em cruz e entre as quais se situam os orifícios de passagem (21), na qual pelo menos algumas das barras (22, 23) são ligadas de forma móvel à pala (2).
- 4. Cabeça de dragagem de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada por uma primeira série de barras (22a) estar ligada de forma fixa à pala (2) e por uma segunda série de barras (23a) estar ligada de forma móvel à pala (2). 1 ΕΡ2225420Β1
- 5. Cabeça de dragagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por a segunda série de barras (23a) estar ligada de forma móvel à primeira série de barras (22a) por meio de um acoplamento deslizante entre os dois batentes de fim de curso dispostos na primeira série de barras.
- 6. Cabeça de dragagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a segunda série de barras (23a) estar ligada de forma móvel à primeira série de barras (22a) por meio de um acoplamento deslizante entre duas mangas dispostas na primeira série de barras.
- 7. Cabeça de dragagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por a estrutura de captura (20) ser proporcionada com uma série de dentes (10).
- 8. Cabeça de dragagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por a pala (2) ser proporcionada, no lado inferior das paredes laterais, com tiras de desgaste em forma de faca (14) que são suficientemente finas para penetrar no solo e realizar assim uma selagem lateral pelo menos parcial.
- 9. Processo para desagregar e/ou dragar por baixo de água solos pelo menos parcialmente duros por meio de uma draga de sucção em arrasto equipada com uma cabeça de dragagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, no qual a cabeça de dragagem é levantada e/ou na qual a acção de sucção 2 ΕΡ2225420Β1 é temporariamente reduzida ou desactivada para libertar a estrutura de captura (20) de objectos indesejáveis. Lisboa, 27 de Outubro de 2011 3
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